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新型鐵碳填料說明
《新型鐵碳填料說明》
新型鐵碳微電解填料在克服板結(jié)方面的突破：（普茵沃潤環(huán)保）
鐵碳微電解技術(shù)的發(fā)展可以分為三個階段：
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,，終使得設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn),。
第三階段：
本公司通過高溫?zé)捊构に嚕邷責(zé)o氧條件下燒結(jié)鐵碳填料,。使得鐵碳微電解填料由兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)變
為單一物質(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，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,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）將六價鉻還原為三價鉻：
（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)之間形成一個小的原電池,，將在其周圍產(chǎn)生一個電場，
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?S)
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,，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,。
鐵碳微電解填料的物理性質(zhì)：
鐵碳微電解填料的堆積密度：1.0噸/立方米
鐵碳微電解填料的外觀形狀：扁球形（2cm*3cm）
鐵碳微電解填料的強(qiáng)度：2000公斤/平方厘米
鐵碳微電解填料的比表面積：1.5平方米/克
鐵碳微電解填料的空隙率：70%
化學(xué)成分：鐵85%,，碳10%，催化劑5%
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，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,，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,。
停留時間
停留時間也是工藝設(shè)計(jì)的一個主要影響因素,，停留時間的長短決定了氧化還原等
作用時間的長短。停留時間越長,，氧化還原等作用也進(jìn)行得越*,，但由于停留
時間過長，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,，其停留時間也不一樣,。停留時間還取決于進(jìn)
水的初始pH值，進(jìn)水的初始pH值低時,，則停留時間可以相對取得短一點(diǎn),；相反，
進(jìn)水的初始pH值高時,，停留時間也應(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0.2元左右,。
(2)可同時處理多種污染物質(zhì),，占地面積小，系統(tǒng)構(gòu)造簡單,，整個裝置易于定型化
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,。
鐵碳填料采用精鐵粉,，精焦煤高溫?zé)o氧燒結(jié)而成，突破了過去來工藝的瓶頸--------板結(jié)問題,。微電解填料工藝來源于“鐵 + 碳”水處理工藝,。廢水經(jīng)微電解處理后會在水中形成原生態(tài)的鐵或鐵離子，具有比普通混凝劑更好的混凝作用,，無需加鐵鹽等混凝劑,。《新型鐵碳填料說明》