近年来，随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，城市垃圾产生量以每年8%~10%的速度逐年递增，而由垃圾产生的垃圾渗滤液对环境造成的污染和压力也越来越大。垃圾渗滤液具有水量大、水质波动大、毒性大、含有大量难降解污染物和大量重金属离子、高盐、高氨氮且可生化性差等特点。如果处理不当，极易对土壤、地下水和地表水形成污染，不利于生态环境的有序发展。
电化学法被认为是一种有效去除难降解和有毒有机物的高级氧化技术，在垃圾渗滤液处理中有其独特的优势，是一种具有处理效率高、无需添加化学药剂、设备体积小、占地少、易于自动控制等优点的“环境友好技术”。在垃圾渗滤液中，电化学技术主要包括电絮凝法、电化学氧化、电解Fenton法和电化学技术与其他技术组成的耦合工艺。
电化学法是在外加电场的作用下，在固定的电化学反应器中，通过一系列的化学反应、物理过程或电化学过程，产生大量的臭氧、氯气、次氯酸根、羟基自由基、原子氧等中间产物，通过利用这些中间产物的强氧化性氧化去除垃圾渗滤液中的污染物。电化学法可单独处理，也可与其他处理工艺结合构成耦合工艺处理垃圾渗滤液。
1、电絮凝
电絮凝即电凝聚，是指在外加直流电源作用下，利用廉价金属的铁、铝等作为阳极，通过原位产生金属离子、羟基配合物、金属氧化物等活性物质，通过气浮、絮凝、吸附和氧化还原等多种过程协同作用，高效去除垃圾渗滤液中的浊度、氮、磷、有机物、细菌、重金属离子等污染物，具有无需投加化学药剂、效率高、用地省、污泥少且操作简单，便于管理等优点。
刘佳泓等以不锈钢为阴极，鱼鳞铁为阳极，在反应时间75min，电流密度55mA/cm²，极板间距1.4cm的反应条件下，COD的去除率可以达到59.2%，B/C由0.15提高到0.38，垃圾渗滤液的可生化性得到明显的提高。
某生化处理后的垃圾渗滤液水质原水水质为COD1100～1270mg/L，色度280～300，UV2544.2～4.8cm-1，PO43-质量浓度2.8～3.5mg/L（以P计），司桂芳等利用采用电絮凝法对该污水进行进一步的处理。在反应条件为电流密度5.487A/m2，极板间距4mm，电解时间60min，COD、磷、UV24和色度的去除率分别可以达到61.2%，99.4%，37.0%，79.3%。为了进一步提高电絮凝工艺的处理效果，在电絮凝过程中投加硫酸钾，色度和UV254的去除率分别提高了9%和30%。
2、电氧化
电氧化是通过电解的方式在阳极产生大量活性极强的羟基自由基(.OH)，羟基自由基具有强氧化性，通过羟基自由基氧化分解难降解有机物的过程。电氧化主要通过两种途径去除垃圾渗滤液中的污染物，一是直接氧化反应，即有机物在电极表面直接发生电子交换而被氧化；二是间接氧化反应，是指污染物与电化学氧化过程中阳极产生的强氧化性物质(自由基、活性氯等)发生反应。电氧化具有高效、不需要添加氧化剂、操作简单、能量利用率高、二次污染少等优点，对于有毒有害且难生物降解的有机物具有良好的去除效果，被称为“环境友好”技术。
魏平方研究了四种阳极材料、电流密度以及外加硫酸盐、氯化物对于垃圾渗滤液的处理效率的影响。研究表明，DSA、石墨、SPR、PbO2/Ti四种电极，SPR对于垃圾渗滤液的处理效率最佳；此外，外加氯化物和提高电流密度可以有效的提高电氧化法对于垃圾渗滤液的处理效率。在最佳反应条件下：电解时间240min，氯化物浓度为6000mg/L，电流密度12A/dm2，COD的去除率可以达到90%，电化学氧化中氨氮要优先于COD被去除。
垃圾渗滤液中含有高浓度铜（Ⅱ)易与高浓度溶解性有机物发生络合，形成的性质非常稳定、生物毒性和迁移扩散能力更强的螯合金属Cu-DOMs，现有的技术很难处理。朱琳设计了一体式电氧化破络装置，采用大孔为主的丰富孔洞结构的亚氧钛膜为阳极，在pH为6.63，电流密度20mA/cm2，反应90min，无外加Cl-的条件下，Cu-DOMs的去除率最高达到47.4%。排阻色谱法以及水样的树脂分级结果表明，垃圾渗滤液中分子量>10kDa的有机物比例明显降低且类腐殖酸等疏水有机物向半亲水和亲水性有机物转变。
3、电Fenton
电Fenton技术是在传统Fenton的体系中引入电化学反应，利用电化学方法产生H2O2和Fe2+作为Fenton试剂的持续来源，并产生羟基自由基·OH的一种新型电化学高级氧化水处理技术。电-Fenton反应过程中产生的Fe3+在阴极被持续还原为催化活性更强的Fe2+，通过限制析氢和析铁过程提高H2O2的利用率。降低了化学试剂的消耗量，减少了化学污泥的产生量，提高整个反应体系的氧化效率。电-Fenton法除了羟基自由基的氧化作用外，同时还伴有电吸附、阳极氧化等反应，从而提高了对难降解物质的去除率，具有简单、快速等优点。
张道斌等采用电Fenton处理垃圾渗滤液，在电流强度为2A，极板间距为1.3~2.1cm，H2O2投加量为7mL，H2O2/Fe2+为10：1~9：1，pH3.0，反应时间75min条件下，COD的去除率>80%，相对于普通Fenton法COD的去除率提高了45%以上。
杨威采用电Fenton法处理COD为8525mg/L的垃圾渗滤液，通过调节电压、温度、pH、Fe2+浓度等实验条件确定了最佳反应条件。在电压7V，温度30C，pH值3.0，Fe2+投加量20mmol/L的条件下反应1h，COD最高去除率为55.43。
张睿涵以石墨电极为阴极，Ti/RuO2-IrO2为阳极，在pH3.0、Fe2+投加量1mmol/L、电流密度25mA/cm2条件下，反应60min时，垃圾渗滤液中COD去除率达到61。通过界面反应实验结果得到以下结论：对阴极电Fenton去除垃圾渗滤液COD去除率的影响大小关系为：亚铁投加量>初始pH>电流密度。
4、耦合工艺
垃圾渗滤液由于存在COD浓度高、难生物降解有机物浓度大、氨氮浓度高且毒性大、污水量大且水质复杂的特点，任何单一的处理工艺很难达到令人满意的处理效果。耦合工艺可以利用各种处理工艺的优点，各工艺之间形成耦合或者协同，可以更好地去除垃圾渗滤液中的污染物。
肖书虎等采用电氧化、电氧化/电芬顿以及光电化学组合三种不同的工艺处理垃圾渗滤液。结果表明，在RuO2/Ti为阳极，活性炭纤维(ACF)为阴极、初始pH2.0~5.1、Fe2+投加量为1mmol/L、电流密度为15.2mA/cm2、反应5h，垃圾渗滤液中TOC的去除率可以达到80%。光电化学工艺可以将垃圾渗滤液中难降解的富里酸/腐殖质转化为小分子易降解物质或者矿化，可以将渗滤液B/C值提高到0.42。
杨立等采用自制新型生物膜反应器+电絮凝耦合工艺处理垃圾渗滤液。实验结果表明，在温度为(27±1)，溶解氧<5mg/L条件下，自制新型生物膜反应器中垃圾渗滤液COD的去除率为78.4%～78.9%，氨氮的去除率为85.2%～85.4%+电絮凝耦合工艺对于垃圾渗滤液的处理效果；电絮凝工艺中，在电流为3A、电压为20V、反应时间15min反应条件下，垃圾渗滤液中COD去除率为77.1％～77.7％，氨氨的去除率74.8％～76％。
吴天采用Fenton-电氧化工艺处理垃圾渗滤液。Fenton工艺反应条件为n(H2O2）：n(FeSO4·7H20)=(5~6)：1，m(H2O2)：m(COD)=2：1，pH4.0，反应90min，COD的去除率为65%~72.5%；电氧化反应以钛基钌铱钛镨氧化物涂层电极为阳极，不锈钢为阴极，电流密度500A/m²，反应8h，氨氮、COD、氯离子和色度的去除率分别可以达到99%，95%，51%和100%，对于垃圾渗滤液中的硝酸盐、TDS和总硬度都有一定的去除效果。
微藻强化技术是微藻以垃圾渗滤液中的氮磷无机盐和烟气中的CO2为营养源和碳源，利用太阳光作为能量来源，通过光合作用合成脂质和其它高附加值产品，同时实现废水治理、CO2减排以及生物质能源生产的多重功效。胡锐采用电化学氧化-微藻强化处理垃圾渗滤液。电化学氧化实验结果表明，随着电流密度逐渐增大，垃圾渗滤液中游离氨浓度不断降低，在电流密度为48.75mA/cm2条件下，游离氨浓度从53.0mgN/L降低到13.9mgN/L；电化学氧化对带有发色基团的有机物具有强氧化破坏作用，因而垃圾渗滤液的色度从1600Pt-Co快速降低至100Pt-Co。电化学氧化降低了垃圾渗滤液中高浓度毒性物质对于微藻细胞的毒害作用，对于利用微藻进行垃圾渗滤液的污染治理影响巨大。
黄利等采用混凝沉淀-厌氧-电解-好氧耦合工艺处理垃圾渗滤液。混凝沉淀工序中投加1.2g/LPAC作为混剂，0.2mg/LPAM作为助凝剂，COD去除率为57%；电解工序中电流密度15mA/cm2，pH6.0，Cl-浓度为2200~2400mg/L，反应2.5h，COD去除率超过80%；经过耦合工艺处理，最终出水中Cu、Cd和Zn的去除率达到100%，Ni的去除率>90%，Cr的去除率>80%，总氮、氨氮和COD的去除率分别是73.6%，97.2%和94%。
5、电化学法处理垃圾渗滤液技术的发展前景
电化学法是一种简单、可行的垃圾渗滤液处理方法，通过氧化、絮凝、气浮、吸附等原理大大降低了垃圾渗滤液的处理负荷，降低了垃圾渗滤液的毒性，提高了污水的可生化性，减轻后续处理工序的负担，而电极材料、电流密度等是影响电化学法处理效率的主要因素。因此今后电化学法的研究可以向以下几个方面展开。
(1）改进电极材料，提高电极材料的寿命和稳定性，提高电催化活性，开发出低成本、高效益的电极材料。
(2)开发新型的高效电化学反应设备。
(3）研究电化学法与其他工艺耦合，进一步降低工艺的运行成本。
（来源：陕西化工研究院有限公司，陕西省工业水处理工程技术研究中心）
