鐵碳微電解塔

鐵碳微電解塔，也稱為鐵碳微電解反應(yīng)器、鐵碳微電解設(shè)備，其特點(diǎn)是作用機(jī)制多、協(xié)同性強(qiáng)、綜合效果好、脫色效果尤其明顯，還可提高廢水的可生化性，與二級生化處理工藝匹配性好、操作簡便、運(yùn)行費(fèi)用低。其COD去除率可達(dá)40-95%，脫色率在50~96%。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各軸無機(jī)廢水處理和有機(jī)難降解廢水的預(yù)處理上，效果十分明顯。

一、設(shè)備特點(diǎn)

鐵碳微電解塔是利用金屬腐蝕原理法，形成原電池對廢水進(jìn)行處理的良好工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵屑過濾法等。微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。

1、鐵碳微電解塔其脈沖膨松技術(shù)可以使床體處于松動均一狀態(tài)，保持床體均一的空隙率，減少阻力損失，并有效防止床體板結(jié)、堵塞、短路和死區(qū)；

2、可以清潔和更新微電極接觸面與反應(yīng)面，有利于提高和保持電化學(xué)反應(yīng)效果；

3、具有加速電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制與功能，顯著提高處理效率；

4、填料鐵屑可以隨時得到補(bǔ)充，保持床體填料的均一隹，補(bǔ)鐵的勞動強(qiáng)度大大減輕，延長了設(shè)備的使用周期。

二、工作原理

鐵碳微電解塔，把一些難降解的大分子被碳粒所吸附或經(jīng)鐵離子的絮凝而減少，如果要讓鐵碳床有分解有機(jī)大分子能力，一般需要加入過氧化氫，酸性廢水與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子與過氧化氫形成Fenton試劑，生成羥基自由基具有的氧化性能，將大部分的難降解的大分子有機(jī)物降解形成小分子有機(jī)物等。同樣，反應(yīng)要在酸性的條件下才能進(jìn)行。

鐵碳微電解塔，微電解對色度去除有明顯的效果。這是由于電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)硝基—NO2、亞硝基—NO還原成胺基—NH2，另胺基類有機(jī)物的可生化性也明顯高于硝基類有機(jī)物；新生態(tài)的二價鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的雙鍵打開，使發(fā)色基團(tuán)破壞而除去色度，使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。

此外，二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，調(diào)節(jié)廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子，可進(jìn)一步降低廢水的色度，同時去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。

鐵碳微電解就是利用金屬腐蝕原理法，形成原電池對廢水進(jìn)行處理的良好工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵屑過濾法等。微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。

當(dāng)廢水與鐵碳接觸后發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng)：

陽極:Fe-2e—→FeEo(Fe/Fe)=0.4

陰極:2H++2e—→H2Eo(H+/H2)=0V

當(dāng)有氧存在時，陰極反應(yīng)如下:

O2+4H++4e—→2H2OEo(O2)=1.23V

O2+2H2O+4e—→4OH-Eo(O2/OH-)=0.41V

有試驗(yàn)在鐵碳反應(yīng)后加H2O2，陽極反應(yīng)生成的Fe2+可作為后續(xù)催化氧化處理的催化劑，即Fe2+與H2O2構(gòu)成Fenton試劑氧化體系。陰極反應(yīng)生成的新生態(tài)[H]能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞染料中間體分子中的發(fā)色基團(tuán)(如偶氮基團(tuán))，使其脫色。通過鐵碳曝氣反應(yīng)，消耗了大量的氫離子，使廢水的pH值升高，為后續(xù)催化氧化處理創(chuàng)造了條件。

三、催化氧化原理

向廢水中投加適量的H2O2溶液與廢水中的Fe2+組成試劑，它具有極強(qiáng)的氧化能力，特別適用于難降解有機(jī)廢水的治理。Fenton試劑之所以具有極強(qiáng)的氧化能力，是由于HO被Fe催化分解產(chǎn)生-OH(羥基自由基)。

鐵碳微電解塔對色度去除有明顯的效果。這是由于電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)硝基—NO2、亞硝基—NO還原成胺基—NH2，另胺基類有機(jī)物的可生化性也明顯高于硝基類有機(jī)物；新生態(tài)的二價鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的雙鍵打開，使發(fā)色基團(tuán)破壞而除去色度，使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。

此外，二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，調(diào)節(jié)廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子，可進(jìn)一步降低廢水的色度，同時去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。

鐵碳微電解塔，自誕生以來，便引起國內(nèi)外環(huán)保研究學(xué)者的關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究！已有很多專利和實(shí)用技術(shù)成果。最近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果。微電解工藝對廢水的脫色有良好處理的效果，且以廢治廢，運(yùn)行費(fèi)用低，因此在我國將具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。