微电解技术处理工业废水的研究进展

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2024-0836

工业水处理 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (9): 29-38. doi: 10.19965/j.cnki.iwt.2024-0836

微电解技术处理工业废水的研究进展

王森¹^,²(), 同少华¹(), 高晓军³, 井小平⁴, 王文峰⁵, 孙红芳⁴

^1. 陕西科技大学环境科学与工程学院，陕西西安 710021
^2. 中国轻工业水污染控制工程技术研究中心，陕西西安 710021
^3. 西安益维普泰环保股份有限公司，陕西西安 710000
^4. 西安净水处理有限责任公司，陕西西安 710000
^5. 光大水务（咸阳）有限公司，陕西咸阳 712042

收稿日期:2025-05-13 出版日期:2025-09-20 发布日期:2025-11-20
通讯作者: 同少华
作者简介:
王森（1979— ），博士，教授，E-mail：wangsen@sust.edu.cn。
基金资助:
陕西省教育厅科研计划项目(24JC017); 2024年咸阳市重点研发计划项目(L2024-ZDYF-ZDYF-SF-0017)

Research progress of microelectrolysis technology for industrial wastewater treatment

Sen WANG¹^,²(), Shaohua TONG¹(), Xiaojun GAO³, Xiaoping JING⁴, Wenfeng WANG⁵, Hongfang SUN⁴

^1. College of Environmental Science and Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021, China
^2. China Light Industry Water Pollution Control Engineering Technology Research Center, Xi’an 710021, China
^3. Xi’an Yiwei Putai Environmental Protection Co. , Ltd. , Xi’an 710000, China
^4. Xi’an Water Treatment Co. , Ltd. , Xi’an 710000, China
^5. Everbright Water Co. , Ltd. of Xianyang, Xianyang 712042, China

Received:2025-05-13 Online:2025-09-20 Published:2025-11-20
Contact: Shaohua TONG

摘要/Abstract

摘要：

工业废水具有成分复杂、排放量大以及毒性强等特征，若处理不当将对生态环境和人类健康造成巨大威胁。微电解技术已成为工业废水处理领域广泛应用的关键技术之一，具有操作简单、处理稳定性强、适用面广、处理成本低等优点，但存在电极材料易钝化、填料长期运行可靠性不足等问题。基于此，重点介绍了基于金属-活性炭（铁碳、铝碳、锰碳、镁碳体系）及金属-不同阴极（双金属、生物炭基体系）两大类微电解体系的特性及应用情况，深入剖析了微电解技术降解污染物的4种反应机理，分析了不同微电解体系应用于工业废水处理时在处理效果、经济成本等多维度的综合效益，并总结了微电解强化技术（超声强化、三元微电解）的原理和应用实例，最后指出了当前微电解技术在实际应用中尚存在的局限性，并给出了未来研究及发展方向。

关键词: 工业废水, 微电解技术, 氧化还原, 强化微电解

Abstract:

Industrial wastewater is characterized by complex composition, large discharge and strong toxicity, which will pose a great threat to the ecological environment and human health if it is not treated properly. Microelectrolysis technology has become one of the key technologies widely used in the field of industrial wastewater treatment, which has the advantages of simple operation, strong treatment stability, wide applicability, and low treatment cost, etc. However, there are problems such as easy passivation of electrode materials and insufficient reliability of fillers for long-term operation. Based on this, the characteristics and application of two types of microelectrolysis systems, metal-activated carbon (iron-carbon, aluminum-carbon, manganese-carbon, magnesium-carbon) and metal-different cathodes (bimetallic, biochar based system) were emphasized. The four reaction mechanisms of pollutant degradation by microelectrolysis technology were deeply analyzed. The comprehensive benefits of different microelectrolysis systems in terms of treatment effect, economic cost were analyzed when applied to industrial wastewater treatment. The principles and application examples of microelectrolysis enhancement technology (ultrasonic enhancement, ternary microelectrolysis system) were summarized. Finally, the limitations of current microelectrolysis technology in practical applications were pointed out, and its future research and development directions were proposed.

Key words: industrial wastewater, microelectrolysis technology, redox, enhanced microelectrolysis

中图分类号:

X52
X703

王森, 同少华, 高晓军, 井小平, 王文峰, 孙红芳. 微电解技术处理工业废水的研究进展[J]. 工业水处理, 2025, 45(9): 29-38.

Sen WANG, Shaohua TONG, Xiaojun GAO, Xiaoping JING, Wenfeng WANG, Hongfang SUN. Research progress of microelectrolysis technology for industrial wastewater treatment[J]. Industrial Water Treatment, 2025, 45(9): 29-38.

https://www.iwt.cn/CN/Y2025/V45/I9/29

图/表 6

图1 2013—2022年我国工业废水排放情况

Fig.1 Industrial wastewater discharge in China，2013-2022

图2 各行业工业废水的排放量

Fig.2 Discharge of industrial wastewater from various industries

图3 微电解填料发展历程

Fig.3 Development of micro-electrolysis fillers

图4 铁碳微电解反应机理

Fig.4 Reaction mechanism of iron-carbon microelectrolysis

表1 经济效益评价表

Table 1 Economic benefit evaluation table

填料种类	废水类型	原水COD/（mg·L^-1）	填料投加量/（g·L^-1）	COD去除率/%	反应时间/h	吨水处理费/元	参考文献
铁碳填料	含酚废水	1 240	600	22.02	1.5	0.242 5	〔30〕
镁碳填料	含酚废水	1 240	600	35.15	1.5	0.082 5	〔30〕
铝碳填料	印染废水	8 986	300	42.22	2.0		〔20〕
锰碳填料	合成氨废水	600~700	50	71.71	3.0	1.238	〔29〕
双金属填料	农药废水	1 880		72.30	3.0		〔35〕
生物炭基填料	制药废水	4 000~4 500	13.6	18.84	2.0		〔42〕

图5 Fe-Al-C三元微电解体系降解污染物的机理

Fig.5 Mechanism of pollutant degradation in Fe-Al-C ternary microelectrolysis system

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[3]	黄新平, 赵骞, 陈建华, 马蕊, 赵磊, 王娜予, 张彦. 基于三维荧光光谱的工业园区废水溯源及预警体系构建[J]. 工业水处理, 2025, 45(6): 234-242.
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微电解技术处理工业废水的研究进展

Research progress of microelectrolysis technology for industrial wastewater treatment

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