说一说时下火热的电化学污水处理技术
昨天胖哥的一位学员咨询了一个问题，其中涉及到了几种电化学技术，正好拿来给大家做个案例。
那位学员的问题如下：
“我司最近在做一个高浓度废水，COD高达100000mg/L，但B/C挺高，能到0.4左右，生化性不错，一天的水量有30吨，公司咨询了一圈后准备采用如下技术路线：电絮凝+Fenton+电催化+IC+1级AO+2级AO+MBR，请胖哥帮我看看这个工艺路线可行吗？”
我问他为什么要这么设计。
学员说：“因为原水10w的COD直接进厌氧，怕厌氧系统受不了，所以就想着先用高级氧化技术去除一部分COD，降低IC的压力后再把后面的生化系统跑通了。”
听着挺有道理的是不是？
但我的回答还是不行。
首先这股水的COD虽然高，但基本都是容易生物降解的物质，哪怕原水对后续生化工艺来说负荷太高，但你直接大倍率回流稀释不就行了吗？哪怕搞个10倍回流一天的量也才从30方变成300方，50方一个的PE罐子买6个就足够了，成本也才不到20万，难道它不香吗？
其次咱就说业主很土豪，不想用那些土的掉渣的老套工艺，非得整点高大上的玩意儿才显着有逼格，那前面的这些工艺也不对路。
咱先来看看电絮凝+Fenton工艺，这个很明显，设计师就是想先利用电解阳极铁板，发生Fe-2e-→Fe2+的电化学反应生成二价铁离子，然后再配合后段加的H2O2组成Fenton工艺，既起到了氧化去除有机物的作用，又达到了Fe3+絮凝沉淀去除悬浮物的作用，看上去简直就是一举两得，美得不行。
但设计这个工艺的老哥显然忽略了一个问题，那就是能效比，毕竟Fenton工艺消耗的是双氧水，30%浓度的价格可是1500一吨，是实打实的真金白银，而根据Fenton工艺原理，H2O2和COD的投加摩尔比是1:1，咱就算质量比是1:1吧（这样好计算），你就散投加了质量浓度10%的双氧水，能够去除的COD也才不过30000mg/L，和原水100000mg/L的COD相比较，是不是杯水车薪？
当然也许有人会说了：“你不能这么评价Fenton的效果啊，毕竟Fenton前置都是为了提高水的B/C啊！”
拜托，人家这股水原本的B/C就0.4了，还用你费劲八叉的去提高啊？
所以这个设计纯粹就是为了卖电芬顿的概念。
说完了这个咱继续说说后面的电催化，电催化氧化也是一种电化学技术，这几年尤其火热，毕竟相比较臭氧催化氧化、Fenton等等，至少从装备设计上可以藏得住东西，一般人不会做，才不至于像臭氧催化氧化技术一样烂大街，花式内卷导致最后的利润率低的可怜。
电催化氧化的基本设备构造其实很简单，你随便找一台直流电源（例如电焊机），然后整两块极板，一块做阳极，一块做阴极，然后把直流电源的正极和阳极相连，负极和阴极相连，再把这两块极板相隔一段距离绑一起，扔到水里面就行了。
是不是很简单？是不是so easy？是不是连小学生都会？
但电催化这个技术属于典型的入门简单精通难，做实验谁都会，但要让你根据水质指标和外排标准设计合适的反应器和DSA催化阳极，估计绝大多数人就都懵逼了。
而这恰好也是电催化氧化技术目前还能保持一个相对高价的原因，毕竟竞争的人少嘛。
这里关于电催化氧化技术更加详细的设计原理胖哥也不能说的太透，这玩意儿暂时还属于商业机密。
咱就说说为啥电催化放在生化前就不行的原因。
电催化能够氧化水中的有机物，依仗的还是DSA催化阳极在通直流电时，在固液两相接触面上发生的一系列电化学反应，最主要的一个反应如下所示：
2Cl--2e-→Cl2↑
Cl2+H2O=HClO+HCl
2H2O→4H++O2↑
而此时在阴极板的固液两相接触面上也发生如下所示的电化学反应：
2H2O→2OH-+H2↑
HClO+NaOH=NaClO+H2O
看到了吧？电催化之所以能够降解水中的有机物，ClO-居功至伟！
这么说来，电催化氧化也没啥新鲜的啊，我不用它而是改用直接投加次钠溶液不也行吗？
还真不是这样，因为次钠只是一次性的药剂，用完即废，还给水里面无端增加了n多的氯离子，很是烦人。
而电催化氧化则是循环利用水里面原本含有的Cl-，先是通过电化学作用把Cl-转化为ClO-，ClO-氧化有机物后又变成了Cl-，然后Cl-又被电解生成了ClO-......反复循环，是不是就在不增加水中含盐量的基础上完成了次钠氧化的效果？
所以说，次钠能干掉的有机物，电催化则一定能，而电催化能干掉的有机物，次钠就不一定能了。
电催化还是挺能得不是？
但为啥电催化就不能放在生化前面呢？
次钠可是杀菌剂啊，你往菌的家园里面扔了一把杀菌剂，还想指望人家能好好干活？做梦去吧！
所以电催化氧化一般是不能放在生化工艺前面的。
除了这个原因，还有一点，那就是电催化氧化去处理这么高浓度的水，实在是太难为人了。
咱就还以质量浓度10%投加量的Fenton工艺出水为例吧，也就是原水COD=100000-30000=70000mg/L，然后你用电催化氧化工艺去除COD，咱就以去除30000mg/L为例计算吧。计算公式如下所示：
I=GF/Et
其中：
I表示电流，单位为A；
G表示析出或者溶解的物质质量，g，这里就指的COD，30g；
E为物质的克当量，COD就是8；
F是法拉第常数，96487C/当量；
t是电解时间，s。
假设电解时间1h，也就是3600s，每吨水去除30kg的COD，算下来电流应为100507A，按照电压5V计算，总功率就是502kw，也就是说，电催化氧化降解30kg/t水的COD，需要502kwh电耗，也就是一吨水的处理成本502元（电费按照1元/度计算）。
看着貌似还能接受是不是，但是您忘了一个最要命的因素，那就是电流效率，咱上面这个数据可是按照100%的电流效率计算的，而实际上，电催化氧化的电流效率一般也就20%左右。
这就意味着，如果你真的想用电催化氧化工艺去除30kg/t的COD，你至少要花费502*5=2512度电！
是不是很惊喜？是不是很意外？
有这个钱，我直接叫危废公司拉走它不香吗（液体危废一吨估计也不会超过2k元）？
所以说电催化氧化虽然是个好技术，但你不能乱给他安排位置，他的最佳战场，是二级生物处理后出水的再次提标，例如COD从100降到50，这时候就非他莫属了。
还有就是高盐高氨氮废水，不适合用生化工艺的，也可以直接用电催化工艺搞定。
亦或者超滤+反渗透双膜工艺的浓缩废水，用电催化工艺那简直就是虐菜。
所以对于环保水处理行业来说，根本就没有一种万金油工艺，只要是合适的，那就是最好的！
但很可惜，现在大家都想着搞一些看起来奇奇怪怪名字的工艺，好让业主摸不透里面的门道，不过这也怪不得咱们，毕竟业主们也是越来越刁钻，普通的工艺他们恨不得一分钱也不让咱赚走......
