催化铁内电解法

催化铁碳微电解技术详解一、技术背景有机废水特别是高盐、高浓度、难降解、可生化性差有机废水处理，一直是国内众多环保工作者及管理部门关注的难题。

随着我国化学工业的快速发展，各种新型的化工产品被应用到各行各业，特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中，在提高产品质量、品质的同时也带了日益严重的环境污染问题，主要表现在：废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差，常规工艺难以实现达标排放，且处理成本高，给企业节能减排带来极大的压力。

二、催化铁碳微电解技术原理催化铁碳微电解技术是利用填充在酸性废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。

当系统通水后，以废水做为电解液，设备内微电解填料会形成无数的“原电池”,在其作用空间构成具有阴阳极的电化学场，电化学场形成对水中物质的氧化和还原作用，达到对污染物质开环断链、矿化分解、脱色、去毒的效果。

在处理过程中产生的新生态[·OH]、[H]、[O]、Fe2+、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子。

其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。

该产品具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。

三、技术优势(1)反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时；(2) 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果;(3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。

河南科技上氧的增加也有利于电极上发生的加成和取代反应。

樊金红[6]等对催化铁内电解法处理硝基苯废水的机理进行了研究,结果表明,降解过程符合准一级动力学规律进水浓度,硝基苯可以在铜电极上直接得电子还原,该反应在强酸和弱碱性条件下效果较好反应速率常数随进水浓度的增大而减小。

当温度升到45℃以上时,升温可以显著改善处理效果。

3.化工制药废水。

化工制药废水因含有难降解和对生物有抑制性的物质,一般色度深、污染物浓度高、毒性大,很难直接进行生物处理。

叶张荣[7]等研究了曝气催化铁内电解法预处理混合化工废水。

结果表明,废水中的有机物及正磷酸盐在两周的稳定运行中平均去除率分别达到52%和70%。

废水经预处理后pH 平均上升了0.5。

三、结语催化铁内电解法是一种全新的污水处理技术。

但是催化铁内电解法的应用多还处于实验和中试阶段,加快其工程的实际应用是今后的重点。

迄今为止,文献报道的催化铁内电解法可处理的废水包括印染废水、含硝基苯废水、化工制药废水及制革废水等,可见其适应范围是非常广泛的。

能否处理其他难降解废水仍需作进一步研究。

参考文献:[1]黄理辉,马鲁铭,王红武,催化铁内电解法对胞外聚合物形成的影响[J],中国环境科学,2005,25(6):660-663[1]刘剑平,周荣丰,高廷耀,酸性橙II 废水催化铁内电解法脱色研究[J],化工环保,2004(6):391-393[2]周荣丰,肖华,卢亮,马鲁铭等,催化铁内电解一生化法处理印染废水[J],环境科学研究,2005,2(2):74-77[3]周荣丰,刘剑平,高廷耀,向阳等,催化铁内电解法脱色降解酸性大红GR 废水[J],工业水处理,2005,25(8):33-36.[4]黄理辉,马鲁铭,毕学军,张波,催化铁内电解法处理印染废水试验[J],水处理技术,2006,32(4):56-58.[5]徐文英,樊金红,高廷耀,硝基苯类物质在铜电极上的电还原特性及pH 的影响[J],环境科学,2005,3(2):102-107.[6]樊金红,徐文英,高廷耀,催化铁内电解法处理硝基苯废水的机理与动力学研究[J],环境污染治理技术与设各,2005,11(11):5-9.[7]叶张荣,马鲁铭,曝气催化铁内电解法预处理混合化工废水[],化工环保,(6)3335焦化废水属有毒有害高浓度有机废水,用传统方法处理难度很大,在有效降解此类废水方面,高级氧化法技术获得巨大进展,已成为研究的热点,并且在国外已成功的应用于部分工业水处理行业。

"高级催化还原技术"是由上海申耀环保实业公司城市污染控制国家工程研究中心发明的一种全新污水处理方法。

它已列入国家高科技研究发展计划，（即863计划，课题编号：2002AA601270，研究经费：550万元）。

其中："催化铁内电解方法"已申请中国发明专利（申请号为：021119014）。

催化铁内电解法是一种新型的有效处理废水的方法。

在传统的铁碳内电解中加入无机催化剂铜，扩大原电池的两极电位差，使更多的有机物得到还原。

结果表明，催化铁内电解法可改善难降解有机废水的可生化性，使活性艳红染料废水的B/C比从0升高到0.15。

运行成本低廉、预处理能耗低，催化剂铜经连续运行数月后未发生纯化现象，只需一次性投资。

该方法针对难降解工业废水存在的难降解和抑制物质、以及染料、电镀和化工废水中存在的显色物质，利用单质铁催化还原，从而使其转化为无色、可生化降解的物质。

在此过程中，由于电解槽中电极间通以电流，在电凝过程中产生的新生态铁离子同时起到混凝作用，可去除部分污染物。

该方法还可以去除水中的重金属、磷酸根，改善生物硝化条件，有效地解决了废水处理中的许多难题。

工业生产废水，如印染、染料、纺织、皮革、纸浆和石油化工等废水，这些废水中含有许多生物难降解物质，传统的生物氧化方法不能彻底解决有机物污染问题。

针对这一现状，研究人员经过多年的机理分析及探索，提出了一种全新的污水处理方法，开发出"催化还原内电解工艺"，即通过廉价单质铁（或铝）的氧化，将有机物还原。

特别是一些难生化，含有双键、强拉电子基团、偶氮键、苯环的物质容易被还原。

该方法不仅去除难解物质效果好，而且经预处理后出水的生化性大幅度提高，并且工艺操作简单，投资和运行费用低廉。

该研究中?quot;催化铁内电解"方法已申请国家发明专利。

针对上海桃浦工业区污水量大、水质组成复杂，处理难度大的情况，将该成果作为预处理工艺应用于污水处理厂，大大改善了废水的可生化性，对色度和磷的去除效果明显，后续生化处理其出水COD和BOD5的平均去除率分别达79.3%和94.7%，出水COD平均值为70mg/l。