曲久辉院士：下一代工业废水处理厂一定是无害化与资源化的低耗工厂

时间：2018-11-02 14:53

来源：水工业市场杂志

4.微场耦合的浓缩式反应器与工艺构建

第四个问题是当材料和微观机制都有了之后，如何构建一个可以和功率结合在一起的高度压缩的反应器。对于此，穿透式电极是我们思考出的一个解决方案，穿透式电极不是一个电极的概念，而是在一个微纳尺度上构造一个一个的原电池，每个原电池的厚度在几微米左右。然后将这些穿透式电极进行叠装，就形成了一个高度浓缩和高效反应的集成反应器。

重金属废液应用案例

COD废液目前已经成为影响全国环境的一个重大问题，仅仅河北省就有290多家专门进行COD处理的公司，COD的国控监测点也有一千个以上。所以我们利用这项技术在COD废液中进行了测试。一个COD的检测点大概有将近一吨检测废液，废液中含有的汞、银、镉都是有毒物质，但其中的银是可以回收的有价物质。

在实际工程中我们首先确定了一个资源化的思路。COD废液中的六价镉还原成三价的时候，它才能被沉淀去除，而银则是变成氧化物或者沉淀物的时候，才能进行分离，因此首先要实现汞和镉的分离，然后进行银回收，最后进行镉的去除。

基于以上思路开发的技术工艺，首先将废液进行陶瓷膜分离，然后对氯化银进行加氯，把银回收，之后把镉还原，在镉的反应釜里面进行镉的回收和离子交换，最后再把这些重金属进行深度去除。这项工艺最终解决了重金属废液的问题，最终效果也很好。我们已经根据此项工艺开发出一个单元设备，目前已经在调试阶段。

传统与新思路的差异和进步

废水处理的传统思路是把液体危废转化为固体危废，而新思路则是将其中可以资源化和能源化的物质通通加以利用。而要将废水实现资源和能源化，需要注意3个问题。首先，一般具有较强氧化性的物质，是蕴含着潜在的能量的目标物质，通过理论上构建合适的电化学体系，可将其潜在的能量收集。二是在氧化还原过程中，控制电子的定向转移过程是实现能量回收的关键步骤。三是需要合理构建电化学体系，实现并调控电子的定向转移，将目标物质氧化性转化为电能并加以收集。

最后我认为，下一代工业废水处理厂一定是无害化与资源化的低耗工厂，是清洁生产、循环经济、全生命周期调控等多重目标耦合的工厂。因此，可再生能源的经济利用、有用物质的高值循环以及废物零排放将是行业未来将要面临和亟待解决的重要问题。

编辑：赵凡