曲久輝院士：下一代工業廢水處理廠一定是無害化與資源化的低耗工廠

時間：2018-11-02 14:53

來源：水工業市場雜志

4.微場耦合的濃縮式反應器與工藝構建

第四個問題是當材料和微觀機制都有了之后，如何構建一個可以和功率結合在一起的高度壓縮的反應器。對于此，穿透式電極是我們思考出的一個解決方案，穿透式電極不是一個電極的概念，而是在一個微納尺度上構造一個一個的原電池，每個原電池的厚度在幾微米左右。然后將這些穿透式電極進行疊裝，就形成了一個高度濃縮和高效反應的集成反應器。

重金屬廢液應用案例

COD廢液目前已經成為影響全國環境的一個重大問題，僅僅河北省就有290多家專門進行COD處理的公司，COD的國控監測點也有一千個以上。所以我們利用這項技術在COD廢液中進行了測試。一個COD的檢測點大概有將近一噸檢測廢液，廢液中含有的汞、銀、鎘都是有毒物質，但其中的銀是可以回收的有價物質。

在實際工程中我們首先確定了一個資源化的思路。COD廢液中的六價鎘還原成三價的時候，它才能被沉淀去除，而銀則是變成氧化物或者沉淀物的時候，才能進行分離，因此首先要實現汞和鎘的分離，然后進行銀回收，最后進行鎘的去除。

基于以上思路開發的技術工藝，首先將廢液進行陶瓷膜分離，然后對氯化銀進行加氯，把銀回收，之后把鎘還原，在鎘的反應釜里面進行鎘的回收和離子交換，最后再把這些重金屬進行深度去除。這項工藝最終解決了重金屬廢液的問題，最終效果也很好。我們已經根據此項工藝開發出一個單元設備，目前已經在調試階段。

傳統與新思路的差異和進步

廢水處理的傳統思路是把液體危廢轉化為固體危廢，而新思路則是將其中可以資源化和能源化的物質通通加以利用。而要將廢水實現資源和能源化，需要注意3個問題。首先，一般具有較強氧化性的物質，是蘊含著潛在的能量的目標物質，通過理論上構建合適的電化學體系，可將其潛在的能量收集。二是在氧化還原過程中，控制電子的定向轉移過程是實現能量回收的關鍵步驟。三是需要合理構建電化學體系，實現并調控電子的定向轉移，將目標物質氧化性轉化為電能并加以收集。

最后我認為，下一代工業廢水處理廠一定是無害化與資源化的低耗工廠，是清潔生產、循環經濟、全生命周期調控等多重目標耦合的工廠。因此，可再生能源的經濟利用、有用物質的高值循環以及廢物零排放將是行業未來將要面臨和亟待解決的重要問題。

編輯：趙凡

贊