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微电解填料之微电解工艺介绍

微电解工艺及产品详细介绍
微电解工艺的概念:
微电解工艺是利用金属腐蚀原理,形成原电池对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。
微电解工艺原理:
微电解技术是目前处理高浓度、高色度、高含盐量、难生物降解有机废水的一种理想工艺,又称内电解法。铁碳微电解填料浸入废水中时,由于铁和碳之间的电极电位差,废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物而去除,为了增加电位差,促进铁离子的释放,在铁碳微电解填料中加入一定比例催化剂。
发生电化学反应过程如下:
阳极(fe): fe - 2e →fe2+e(fe / fe2+)=0.44v
阴极(c) : 2h++2e →h2   e(h+/h2)=0.00v
反应中,产生了初生态的fe2+ 和原子h,它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。若有曝气,还会发生下面的反应:
o2+4h++4e→2h2o  e (o2)=1.23v
o2 + 2h2o + 4e → 4oh-  e(o2/oh-)=0.41v
fe2++ o2 +4h+→2h2o + fe3+
反应中生成的oh-是出水ph值升高的原因,而由fe2+氧化生成的fe3+ 逐渐水解生成聚合度大的fe(oh)3胶体絮凝剂,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,从而增强对废水的净化效果。
微电解对色度去除有明显的效果。这是由于电极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些有机物的发色基团硝基—no2、亚硝基—no 还原成胺基—nh2,另胺基类有机物的可生化性也明显高于硝基类有机物;新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如羧基—cooh、偶氮基-n=n-) 的双键打开,使发色基团破坏而除去色度,使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。此外,二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调节废水的ph值 可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。
微电解+芬顿工艺介绍
废水经前面催化电解的处理后,部分有机污染物已被氧化去除,剩余的部分有机物的结构也已经发生了变化,有利于进一步的氧化处理。结合对此类废水预处理的经验,废水可以通过加入一定量的双氧水与水中的亚铁、催化剂离子形成自由基强氧化剂,可去除废水中绝大多数的有机物。
形成的自由基强氧化剂是一种洁净而且氧化能力很强的试剂,能氧化许多有机分子且系统不需高温高压,对大多数醇类、酮类、酯类等有较好的氧化效果,*、氯酚、氯苯及硝基酚等也能被氧化。发生下列一系列反应:
ho·+rh → h2o+r·
r·+ fe3+ → r+ + fe2+
r+ + h2o2 → roo+co2……h2o
影响出水效果的几点因素
1、进水ph值
ph值是微电解反应中比较重要的一个因素,它直接影响反应的效率,ph值过低,反应虽然加快,但是铁碳消耗较快,增加投入成本,ph过高,水中的氢离子含量太低,无法发生正常的微电解反应,导致去除效果偏低。因此,一般控制ph在3-4时微电解反应以及铁碳的消耗量是在的状态,也需要根据现场水质来调整进水ph。
2、曝气量
微电解反应过程中需要氧气的参与,所以曝气量也决定着微电解反应的效率,有利于氧化水中的部分有机物,同时也起到搅拌水质的作用,长时间的曝气量过大会氧化微电解填料,导致微电解填料表面失活,反应无法正常发生,曝气量过小会导致微电解反应不充分,去除效果降低。通过大量的实验与现场运行工程来看,气水比一般控制在3:1到5:1之间为宜。
3、反应时间
反应时间也就是废水在填料层的停留时间,停留时间的长短直接决定了氧化还原作用的长短,停留时间过长,会导致填料消耗过大,停留时间过短,导致去除效果达不到预期,所以一般根据不同的水质,通过实验来确定停留时间,一般取2小时。
4、水质因素
微电解反应要求进水的水质悬浮物要在100mg/l以下,油类物质在5mg/l以下,如果水中含有较多的悬浮物,会在运行过程中将填料包裹,填料无法直接与水接触,无法进行微电解反应,使反应效果下降,甚至失去效果,所以要控制废水中的悬浮物以及油类物质,同时还要控制进水水质不要出现太大波动,一面导致出水效果不稳定。
铁碳微电解填料作用:
1、降低废水cod
2、提高废水的可生化性(b/c),破环断链,有利于废水后续的生化处理,以及设施的连续稳定运行。
3、有效去除色度,部分废水的色度可去除80%以上
4、去除重金属离子(电镀废水、线路板废水等)
5、降低废水的毒性(医药、农药等等中间体废水)
铁碳填料的优点:
1、活性强,比重轻,不钝化、不板结,反应速率快,长期运行稳定有效。
2、针对不同废水调整不同比例的催化成份,提高了反应效率,扩大了对废水处理的应用范围。
3、架构式微孔结构形式,提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道,对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。
4、处理成本低,在大幅度去除有机污染物的同时,可极大地提高废水的可生化性。
5、填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。
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