普茵沃潤環(huán)保鐵碳微電解填料簡介

微電解法是利用金屬腐蝕原理,，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,。該法具有適用范圍廣、處理效果好,、使用壽命長,、成本低廉及操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并且不需消耗電力資源,，使得該工藝技術(shù)自誕生開始,，即在美、蘇,、日等國家引起廣泛重視,。該工藝是在20世紀(jì)7O年代應(yīng)用到廢水治理中的，而我國從2O世紀(jì)8O年代開始這一領(lǐng)域的研究,，但是當(dāng)時(shí)存在填料板結(jié)的嚴(yán)重問題,。因?yàn)榘褰Y(jié)問題該技術(shù)在當(dāng)時(shí)沒有得以大范圍推廣。近年來,，本公司通過高溫冶煉技術(shù),，將鐵碳融合為一體,，形成一種新型的鐵碳微電解填料。這種鐵碳一體填料克服了板結(jié)的外在條件,，使得微電解技術(shù)在近期進(jìn)展較快,，在印染廢水、電鍍廢水,、線路板廢水,、橡膠助劑廢水、有機(jī)硅廢水,、雙氧水廢水,、樹脂廢水、硝基苯廢水,、苯胺廢水,、制藥廢水、焦化廢水,、造紙廢水,、石油化工廢水及含砷含氰廢水的治理方面得到廣泛應(yīng)用。

新型鐵碳微電解填料在克服板結(jié)方面的突破：

鐵碳微電解技術(shù)的發(fā)展可以分為三個(gè)階段：

*階段：

本階段的鐵碳床是由小顆粒的鐵屑和小顆粒的碳粒構(gòu)成的,。使用方法就是首先將鐵屑和碳?；旌暇鶆蛉缓筇钛b在反應(yīng)罐體里面，然后讓水流通過,，以達(dá)到凈水的目的,。但是運(yùn)行幾日內(nèi)鐵屑和碳粒就會結(jié)塊，反映效果急劇下降,，并且造成罐體廢棄,。

第二階段：

本階段針對板結(jié)問題在反應(yīng)設(shè)備中加入了攪拌設(shè)施。攪拌設(shè)施對于克服板結(jié)起到了一定作用,，但是因?yàn)闆]有從根源上面克服板結(jié)的條件,，短期內(nèi)也會因?yàn)樾D(zhuǎn)力矩越來愈大而導(dǎo)致電機(jī)功率不夠用，Z終使得設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn),。

第三階段：

通過本公司的技術(shù)攻關(guān),，*改變了填料的存在狀態(tài)，本公司通過高溫冶煉技術(shù)將鐵和碳融合為一體,。使得鐵碳微電解填料由兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我晃镔|(zhì),，而這種物質(zhì)不具有相互粘結(jié)的化學(xué)性質(zhì)，因此*解決了板結(jié)問題并且省去了外力攪拌,。

鐵碳微電解基本原理：

(1) 電極反應(yīng)

鐵炭微電解是基于電化學(xué)中的原電池反應(yīng),。當(dāng)鐵和炭浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，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)的原電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場,。

鐵炭原電池反應(yīng)：

陽極：Fe - 2e → Fe2 E (Fe/Fe2 ) = 0.44V

陰極：2H 2e → H2 E (H /H2) = 0.00V

當(dāng)有氧存在時(shí),陰極反應(yīng)如下：

O2 4H 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V

O2 2H2O 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V

一般微電解反應(yīng)為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開而形成原電池反應(yīng),。這種鐵炭接觸不利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較低,，因此廢水中有機(jī)物的去除效率一般也較低,。同時(shí)當(dāng)鐵炭一旦分層將更不利于有機(jī)物的去除。

架構(gòu)而形成的原電池反應(yīng)：這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問題,，因此更有利于電子的轉(zhuǎn)移,，電荷效率較高，廢水中有機(jī)物的去除效率也較高,。

(2) 氧化還原反應(yīng)

鐵的還原作用

鐵是活潑金屬,，在酸性條件下可使一些重金屬離子和有機(jī)物還原為還原態(tài)，例如：
(1)將汞離子還原為單質(zhì)汞：
(2)將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻：
(3)將偶氮型染料的發(fā)色基還原：
(4)將硝基還原為胺基：
鐵的還原作用使廢水中重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)或沉淀物而被除去,，使一些大分子染料降解為小分子無色物質(zhì),，具有脫色作用,，同時(shí)提高了廢水的可生化性,。

氫的氧化還原作用

電極反應(yīng)中得到的新生態(tài)氫具有較大的活性。能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原作用,，破壞發(fā)色,、助色基團(tuán)的結(jié)構(gòu)，使偶氮鍵破裂,、大分子分解為小分子,、硝基化臺物還原為胺基化合物，達(dá)到脫色的目的,。一般地,，[H]是在Fe2＋的共同作用下將偶氮鍵打斷、將硝基還原為胺基,。

電化學(xué)附集

當(dāng)鐵與碳化鐵或其他雜質(zhì)之間形成一個(gè)小的原電池,，將在其周圍產(chǎn)生一個(gè)電場，許多廢水中存在著穩(wěn)定的膠體如印染廢水,，當(dāng)這些膠體處于電場下時(shí)將產(chǎn)生電泳作用而被附集,。
在電場的作用下，膠體粒子的電泳速度可由下式求出：
式中： V——膠體粒子的電泳速度(cm／s)
——電位(V)
D——分散介質(zhì)的介電常數(shù)
E——電場強(qiáng)度(V／cm)
——分散介質(zhì)的粘度(Pa匠)
K——系數(shù)
從理論上計(jì)算20s就可完成電泳沉積過程,。

物理吸附

在弱酸性溶液中,，填料豐富的比表面積顯出較高的表面活性，能吸附多種金屬離子,，能促進(jìn)金屬的去除,。

鐵的混凝沉淀

在酸性條件下，會產(chǎn)生Fe2 和Fe3 。Fe2 和Fe3 是很好的絮凝劑,，把溶液pH調(diào)至堿性且有O2存在時(shí),，會形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝劑，發(fā)生絮凝沉淀,。反應(yīng)式如下：
生成的Fe(OH)3 是膠體絮凝劑,，它的吸附能力高于一般藥劑水解得到的Fe(OH)3吸附能力。這樣,，廢水中原有的懸浮物,，通過微電池反應(yīng)產(chǎn)生的不溶物和構(gòu)成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

鐵離子的沉淀作用
在電池反應(yīng)的產(chǎn)物中,，F(xiàn)e2 和Fe3 也將和一些無機(jī)物發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物而去除這些無機(jī)物,，以減少其對后續(xù)生化工段的毒害性。如S2一,、CN－等將生成FeS,、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除,。

工藝影響因素及設(shè)計(jì)參數(shù)：

影響微電解工藝處理廢水效果的因素有許多,，如pH值、停留時(shí)間,、處理負(fù)荷,、鐵碳比、通氣量等,。這些因素的變化都會影響工藝的效果,，有些可能還會影響到反應(yīng)的機(jī)理。

pH值

通常pH值是一個(gè)比較關(guān)鍵的因素,，它直接影響了鐵碳微電解填料對廢水的處理效果,，而且在pH值范圍不同時(shí)，其反應(yīng)的機(jī)理及產(chǎn)物的形式都大不相同,。一般低pH值時(shí),，因有大量的H＋，而會使反應(yīng)快速地進(jìn)行,，但也不是pH值越低越好,，因?yàn)閜H值的降低會改變產(chǎn)物的存在形式，如破壞反應(yīng)后生成的絮體,，而產(chǎn)生有色的Fe2＋使處理效果變差,。因此，一般控制在pH值為偏酸性條件下,，當(dāng)然這也因根據(jù)實(shí)際廢水性質(zhì)而改變,。

停留時(shí)間

停留時(shí)間也是工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)主要影響因素，停留時(shí)間的長短決定了氧化還原等作用時(shí)間的長短。停留時(shí)間越長,，氧化還原等作用也進(jìn)行得越*,，但由于停留時(shí)間過長，會使鐵的消耗量增加,，從而使溶出的Fe2＋ 大量增加,，并氧化成為Fe3＋，造成色度的增加及后續(xù)處理的種種問題,。所以停留時(shí)間并非越長越好,，而且對各種不同的廢水，因其成分不同,，其停留時(shí)間也不一樣,。停留時(shí)間還取決于進(jìn)水的初始pH值，進(jìn)水的初始pH值低時(shí),，則停留時(shí)間可以相對取得短一點(diǎn),；相反，進(jìn)水的初始pH值高時(shí),，停留時(shí)間也應(yīng)相對的長一點(diǎn),。

通氣量

對鐵屑進(jìn)行曝氣利于氧化某些物質(zhì)，如三價(jià)砷等,，且可以增加出水的絮凝效果,，但曝氣量過大也影響水與鐵屑的接觸時(shí)間,，使去除率降低,。在中性條件下，通過曝氣,，一方面提供更充足的氧氣,，促進(jìn)陽極反應(yīng)的進(jìn)行。另一方面也起到攪拌,、振蕩的作用,，減弱濃差極化，加速電極反應(yīng)的進(jìn)行,，并且通過向體系加入催化劑改進(jìn)陰極的電極性能,，提高其電化學(xué)活性來促進(jìn)電極反應(yīng)的進(jìn)行，已取得了顯著效果,。

溫度

溫度的升高可使還原反應(yīng)加快,，但是加快較大的是反應(yīng)初期，且由于維持一定的溫度需要保溫等措拖,，一般的工業(yè)應(yīng)用不予以考慮,，均在常溫下進(jìn)行反應(yīng)。

微電解技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

微電解工藝從開始應(yīng)用到現(xiàn)今已表現(xiàn)出了許多的優(yōu)點(diǎn)，具體可概述如下：
(1)處理成本低,，每噸廢水的處理費(fèi)用一般為0.4-0.6元左右,。
(2)可同時(shí)處理多種污染物質(zhì)，占地面積小,，系統(tǒng)構(gòu)造簡單,，整個(gè)裝置易于定型化及設(shè)備制造工業(yè)化。
(3)適用范圍廣,，在多個(gè)行業(yè)的廢水治理中都有應(yīng)用,，如印染廢水、電鍍廢水,、石油化工廢水,、焦化廢水、硝基苯廢水,、苯胺廢水,、線路板廢水、有機(jī)硅廢水,、制藥廢水,、畜牧廢水、橡膠助劑廢水,、雙氧水化工廢水等,，均取得了較好的效果。
(4)處理效果好,，從各個(gè)廠的實(shí)際運(yùn)行來看,，該工藝對各種污染物質(zhì)的去除效果均較理想。
(5)使用壽命長,，填料的使用壽命為6年,。操作維護(hù)方便，微電解塔(床)只要定期地添加鐵碳微電解填料損耗的部分便可,，無需更換填料,。普茵沃潤環(huán)保歡迎廣大客戶來電咨詢或來我公司考察指導(dǎo)。屆時(shí)我們愿與您一起以產(chǎn)品為紐帶締結(jié)友誼,、共筑輝煌,！