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铁炭微电解处理高浓度废水

致一科技2020-12-23污水处理设备
铁炭微电解处理高浓度废水。
 
介绍了铁炭的微电解及其区别方法·
一、什么样的铁炭微电解法:
铁炭在电解液中自发产生的弱电流将废水中的污染物分解的一种污水处理工艺。
在酸性废水中浸入铁屑和炭粒时,由于铁与炭之间的电极电位差(0.9~17V),在废水中会形成数不清的微原电池。这种微型电池以低电位的铁作为阳极,高电位的炭作为阴极,在含酸性电解液的水中发生电化学反应。
大量的初生态的Fe2+和新生态,它们具有极高的化学活性,可以改变废水中许多有机物的结构和特性,使其发生断链、开环等作用。
铁炭微电解是一种集氧化、还原、电沉淀、絮凝、吸附、架桥、卷扫、共沉淀等多种功能于一体的工艺。
二、铁炭微电解使用中PH的最佳范围是什么?
使用铁炭微电解最好的PH范围是3~4,在这个PH范围内,高温烧成的铁炭微电解填料每年消耗10%~15%(个别厂家会说他们的填料适合PH范围5~7,这与铁炭微电解反应原理不符,因此这种填料对废水的处理的主要原理是通过铁炭中活性炭的吸附而非真正的微电解反应原理来实现)。
三、铁炭微电解法的优点:
应用范围广,处理效果好,成本低,操作维护方便,不需要消耗电力资源,反应速度快,处理效果稳定,不会造成二次污染,可提高废水的可再生性,可实现化学沉淀除磷,可通过还原脱重金属,也可进行预处理进行生物处理,有利于污泥沉降及生物挂膜。
现已成熟应用的行业有:化工,制药,染料,颜料,橡胶助剂,酚醛树脂,电镀,线路板,垃圾渗滤液,印染,煤化工等。
四、在反应期间铁和炭到哪儿了?
烧结后的铁炭微电解填料中铁和炭不以大颗粒形式存在,而是以聚合态结构存在。
反应物中铁变成二价铁离子存在于废水中,并通过后续的絮凝沉淀;炭随着铁的溶解不断地脱落,脱除极细的炭粒会吸附污物进入沉淀池进行絮凝沉淀。
五、何为高温烧结铁炭微电解填料
高炉烧结铁炭微电解填料是由铁粉、炭粉、催化剂等组分经过高温(超过1300℃)熔炼而形成的整体合金结构,故其物理强度强(≥600kg/cm2);
采用框架型微孔结构,使微电解反应比表面积大,水气通道均匀,对废水处理具有较大的电流密度,催化反应效果好。
六、如何区分铁炭微电解是否为高温烧结?
透过撞击或相关的测试:高温烧结的微电解填料不易破碎。不高温烧成的微电解填料很容易被打碎,甚至一打碎就会碎。
空隙率检测,可投掷水中看气泡产生量:高温烧结微电解填料具有真实空隙率,空隙率达65%,投掷入水中后,空隙量大,均匀持久,单位填料处理污水能力强。无烧成的微电解填料几乎没有孔隙率,投进水中后几乎没有气泡,单位填料处理污水的能力很弱。
真合金结构:真合金结构是用砂纸打磨填充物,还是用模切机切割填充物后,高温烧结的铁炭微电解填充物具有明显的金属粘合性。无高温烧结铁炭微电解填料经打磨或模切,金属无合金结构光泽,出现铁炭分离现象。
七、为什么要选择高温烧结的铁炭进行微电解填充。
选择高温烧结铁炭的微电解填料,对保证微电解工艺的正常进行具有重要意义。
在使用过程中,高温烧结铁炭微电解填料不会发生板结、钝化现象,其物理强度为1000kg/cm2,足以承受20m水柱压力及酸性废水对填料的侵蚀,而在高温烧结铁炭微电解填料中,由于水柱压力及酸性废水的侵蚀,则不会产生破碎、钝化和板结现象,必须选用高温烧结铁炭微电解填料。
八、为什么烧成后的铁炭微电解填料无需更换。
铁炭是同时消耗的,填充物中铁和炭比没有变化,所以反应过程中填充物的消耗只是数量的变化,不是质变。
因此,在消耗填料时,只需加入新的填料即可。PH3~4进水时,铁炭高温烧结后,微电解填料的年消耗量为10%~15%。
在废水处理中采用铁炭微电解的?
目前的研究和应用现状。
 
铁炭微电解机理研究。
一、微电解的一般工作原理:
铁炭微电解是基于原电池在电化学中的反应。
在电解液中浸入铁和炭,由于铁和炭之间存在1.2V的电极电位差,因此形成了无数的微电池系统,在它们的作用空间中形成了电场。
阳极反应产生的新生态二价铁离子具有很强的还原能力,可以还原某些有机物,也可以打开一些不饱和基团的双键(如羧基-COOH,偶氮基-N=N-),使一些难降解的环状和长链有机物质分解为易被生物降解的小分子有机物质,从而提高了可生化性。
二价和三价铁离子是优良的絮凝剂,尤其新生的二价铁离子具有较高的吸附-絮凝活性,通过对废水pH值的调节,可以将铁离子絮状沉淀成氢氧化物,吸附在污水悬浮状态或胶体状态的微粒或有机高分子,进一步降低废水的色度,同时可以去除部分有机污染物,使废水得到净化。
阴极反应生成大量新生态的[H]和[O],在酸性条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子被破坏,从而消除了有机废水的色度,提高了废水的可生化性。
铁碳电池反应:
正极:Fe-2e→Fe2+E(Fe/Fe2+)=0.44V。
阴极:2H++2e→H2E=0V(H+/H2)。
在有氧的情况下,阴极反应如下:
O2+4H++4e→2H2OE(O2)=1。
O2+2H2O+4e→4OH-E(O2/OH-)=1。
二、一般的微电解反应如下:
铁原子和炭原子在原电池的旁边或分开形成反应。
这类铁炭接触不利于电子的传递,电荷效率低,因而对废水中有机物的去除效率也普遍较低。而铁炭一旦分层,对有机物的去除就更加不利。
三、铁炭包容性微电解反应为:铁原子和炭原子相互包容性构成构架,形成原电池反应。
这样的铁炭接触不会出现铁与炭的分层,更有利于电子的传递,且电荷效率更高,对废水中有机物的去除效果更好。·
铁炭微电解技术应用于废水处理的研究进展
染整废水处理中的应用
作为一种新的废水处理方法,铁炭微电解技术最初被用于处理印染废水,并取得了良好的效果。
染料和染整助剂是印染废水有机污染物的主要来源,近年来,随着印染工艺的发展和有机合成染料新产品的不断出现,使印染废水呈现出pH低、色泽深、毒性大、生物降解性差等特点。
所以用铁炭对印染废水进行微电解处理具有其它工艺无法比拟的优点。
通过实验对色度300倍、COD值602mg/L、pH值9.76和色度700倍、COD值1223mg/L、pH值5.76和pH值5.76的印染废水分别进行了处理,结果表明,在反应时间20~30min、铁炭体积比为1:1和pH值3.0左右的条件下,对色度的去除率可达95%以上,同时COD值可达60~70%。
对印染废水采用铁炭微电解工艺,pH为3,接触时间为20~30min,色度和COD均可达到90%以上。
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