一、關于鐵炭微電解的簡介
什么是鐵炭微電解:
是指鐵和炭在電解質溶液中自發(fā)產生的微弱電流分解廢水中污染物的一種污水處理工藝。
將鐵屑和炭顆粒浸沒在酸性廢水中時,由于鐵和炭之間的電極電位差(0.9~17v),廢水中會形成無數(shù)個微原電池。這些微電池是以電位低的鐵成為陽極,電位高的炭做陰極,在含有酸性電解質的水溶液中發(fā)生電化學反應。
在應中產生的大量初生態(tài)的fe2+和新生態(tài)的[•h],它們具有化學活性,能改變廢水中許多有機物的結構和特性,使有機物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用。
鐵炭微電解工藝是集氧化、還原、電沉淀、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉淀等多功能于一體。
鐵炭微電解工藝優(yōu)點:
適用范圍廣,處理效果好,成本低,操作維護方便,不需要消耗電力資源,反應速度快,處理效果穩(wěn)定,不會造成二次污染,提高廢水的可生化性,可以達到化學沉淀除磷,可以通過還原除重金屬,也可以作為生物處理的前處理,利于污泥的沉降和生物掛膜。
目前成熟運用的行業(yè)有:化工、制藥、染料、顏料、橡膠助劑、酚醛樹脂、電鍍、線路板、垃圾滲濾液、印染、煤化工等。
反應過程中鐵和炭去哪里了
在高溫燒結的鐵炭微電解填料中鐵和炭不是以大顆粒形式存在,而是以合計結構的形式存在。
反應中鐵變?yōu)槎r鐵離子存在于廢水中,通過后續(xù)的絮凝而沉淀出來;炭隨著鐵的溶解不斷的脫落,脫落后的極其細小炭粒會吸附著污染物質進入沉淀池經絮凝沉淀。
二、鐵炭微電解法在廢水處理中的研究進展及應用現(xiàn)狀
鐵炭微電解的作用機理
1、微電解一般工作原理:
鐵炭微電解是基于電化學中的原電池反應。
當鐵和炭浸入電解質溶液中時,由于fe和c之間存在1.2v的電極電位差,因而會形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構成一個電場。
陽極反應產生的新生態(tài)二價鐵離子具有較強的還原能力,可使某些有機物還原,也可使某些不飽和基團(如羧基—cooh、偶氮基-n=n-)的雙鍵打開,使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性。
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)的微小顆粒及有機高分子,可進一步降低廢水的色度,同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化。
陰極反應產生大量新生態(tài)的[h]和[o],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應,使有機大分子發(fā)生斷鏈降解,從而消除了有機廢水的色度,提高了廢水的可生化性。
鐵炭原電池反應:
陽極:fe - 2e → fe2+ e (fe/fe2+) = 0.44v
陰極:2h+ + 2e → h2 e (h+/h2) = 0.00v
當有氧存在時,陰極反應如下:
o2 + 4h+ + 4e → 2h2o e (o2) = 1.23v
o2 + 2h2o + 4e → 4oh- e (o2/oh-) = 0.41v
鐵炭微電解技術在廢水處理中的應用進展
在制藥廢水處理中的應用
目前,制藥廢水處理面臨的主要問題是污染物種類多、濃度高且成分復雜,沖擊負荷大,部分廢水中抗生素的存在抑制生化處理時微生物的生長,可生化性差,色度高等特點。
工程實踐表明,鐵炭微電解法對各種成分的制藥廢水cod、色度都具有較好的去除效果,同時b/c有所提高。
關鍵詞:電池 絮凝劑