铁碳微电解结构分析
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铁碳微电解装置一、引言铁碳微电解装置是一种新型的水处理设备,它利用电化学原理将水中的有机物质和无机物质进行分解和去除。
本文将从原理、结构、工作流程、应用等方面对铁碳微电解装置进行详细介绍。
二、原理铁碳微电解装置是一种通过电化学反应来去除水中污染物的设备。
其原理是利用电极在外加电压下发生氧化还原反应,使得水中的有机物质和无机物质被分解成较小的无害物质。
具体来说,铁碳微电解装置由两个电极组成,即阳极和阴极。
在阳极上,水分子被氧化成氧气和氢离子;而在阴极上,水分子则被还原成氢气和氢离子。
同时,在阳极上发生的反应会产生一些次级产物,如臭氧、过氧化氢等,在阴极上也会产生一些次级产物,如亚硝酸盐等。
这些次级产物可以进一步参与到水处理过程中,促进污染物的去除。
三、结构铁碳微电解装置的结构比较简单,主要由电极、电源、控制系统、反应池等几部分组成。
其中,电极是整个装置的核心部件,它由铁碳复合材料制成,具有较高的催化活性和稳定性。
反应池则是用来容纳水和电极的地方,通常采用圆柱形或长方形的设计。
控制系统则是用来控制电压、电流等参数的设备。
四、工作流程铁碳微电解装置的工作流程相对简单,具体如下:1.将待处理水注入反应池中;2.启动电源,并设置合适的电压和电流;3.通过阳极和阴极之间的氧化还原反应将水中的有机物质和无机物质分解成较小的无害物质;4.通过次级产物进一步促进污染物去除;5.处理完成后,关闭电源并将处理后的水排出。
五、应用铁碳微电解装置可以广泛应用于各种水处理领域,如生活饮用水、工业废水、农村生活污水等。
其主要优点包括:1.效果好:铁碳微电解装置可以有效去除水中的有机物质和无机物质,使水达到一定的净化标准;2.成本低:相对于传统的水处理设备,铁碳微电解装置具有较低的成本,更适合于小型水处理场所使用;3.操作简便:铁碳微电解装置的操作非常简单,只需要设置好电压和电流即可。
六、总结铁碳微电解装置是一种新型的水处理设备,具有效果好、成本低、操作简便等优点。
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。
铁碳微电解填料简介概要铁碳微电解填料、内电解填料、潍坊微电解填料、新型催化微电解填料、新型内电解填料、微电解填料水处理工程、铁碳填料水处理工程、印染废水处理案例、氨氮废水水处理案例!微电解填料、内电解填料、铁碳微电解填料新型铁碳微电解填料简介微电解法是利用金属腐蚀原理,形成原电池对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。
该法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点,并且不需消耗电力资源,使得该工艺技术自诞生开始,即在美、苏、日等国家引起广泛重视。
该工艺是在20世纪7O年代应用到废水治理中的,而我国从2O世纪8O年代开始这一领域的研究,但是当时存在填料板结的严重问题。
因为板结问题该技术在当时没有得以大范围推广。
近年来,潍坊普茵沃润环保材料有限公司通过高温冶炼技术,将铁碳融合为一体,形成一种新型的铁碳微电解填料。
这种铁碳一体填料克服了板结的外在条件,使得微电解技术在近期进展较快,在印染废水、电镀废水、线路板废水、橡胶助剂废水、有机硅废水、双氧水废水、树脂废水、硝基苯废水、苯胺废水、制药废水、焦化废水、造纸废水、石油化工废水及含砷含氰废水的治理方面得到广泛应用。
普茵沃润环保“铁碳填料”产品优势\独特之处详细技术说明:(1)铁碳填料防板结:经过高温冶炼,铁和碳融合为一体,这种铁碳一体式结构呈现出蜂窝状构架,这种构架可以有效地防止板结。
(2)铁碳填料高效性:铁碳一体式微电解填料内部有许多毛细管式的气孔,可以快速吸入废水,使其在内部反应,提高了反应效率。
(3)铁碳填料破环、断链:相互靠近的铁和碳浸泡在溶解中时,会产生微电流,这种电流的综合作用会使得难降解化合物破环、断链。
(4)铁碳填料耐受性:可以耐受废水水质波动的范围大,并且可以处理高浓度难降解废水。
(5)铁碳填料提高可生化性:可以有效提高废水的B/C值,将难生化废水转化为易生化废水。
(6)铁碳填料多效性:微电解反应可以产生多种效应,借助铁碳之间1.2伏的电位差,可以产生微电流;微电流又会刺激废水产生新生态的氢和新生态的氧,这些新生态的氢和氧具有很强的还原性和氧化性,会使得废水发生强烈的氧化还原反应,将难降解化合物转化为易降解化合物;同时产生的铁离子体现还原性的同时还是高效的絮凝剂。
铁碳微电解反应一、概述铁碳微电解反应是指在含有碳源的溶液中,通过外加电场作用下,铁离子与碳源发生反应,生成铁基合金或氧化物的过程。
该反应具有简单、高效、低成本等优点,在金属粉末制备、废水处理等领域得到广泛应用。
二、反应机理1. 铁离子还原在微电解过程中,外加电场作用下,铁离子会发生还原反应,从Fe3+还原为Fe2+。
2. 碳源氧化同时,在含有碳源的溶液中,碳源也会发生氧化反应。
常见的碳源有葡萄糖、甘油和聚乙烯醇等。
以葡萄糖为例,其氧化反应式为:C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 24H+ + 24e-3. 铁离子与碳源反应在铁离子被还原为Fe2+的同时,它与氧化后的碳源发生反应。
在葡萄糖溶液中,产物主要是Fe-C合金和Fe3O4。
三、影响因素1. 外加电压外加电压是影响铁碳微电解反应的重要因素。
过高或过低的电压都会影响反应效果和产物质量。
2. 碳源种类不同种类的碳源对反应的影响也不同。
一般来说,含有羟基或醛基的化合物更容易被氧化。
3. 溶液pH值溶液pH值对反应速率和产物性质都有影响。
一般来说,酸性条件下反应速率较快,但产物易受到腐蚀;碱性条件下产物质量较好,但反应速率较慢。
4. 温度温度对反应速率也有很大影响。
一般来说,温度越高,反应速率越快。
四、应用领域1. 金属粉末制备铁碳微电解法可以用于制备各种金属粉末,如Fe、Ni、Co等。
与传统方法相比,该方法具有成本低、操作简单等优点。
2. 废水处理铁碳微电解法可以用于废水处理中,通过氧化还原作用去除废水中的有机污染物和重金属离子。
该方法具有高效、低成本等优点,适用于小型污水处理厂。
3. 电池材料制备铁碳微电解法可以用于制备电池材料,如LiFePO4。
与传统方法相比,该方法具有简单、快速等优点。
五、总结铁碳微电解反应是一种简单、高效、低成本的反应方式,在金属粉末制备、废水处理和电池材料制备等领域得到广泛应用。
其机理复杂,影响因素多样,需要根据具体情况进行调整。
微电解铁碳反应器1. 引言微电解铁碳反应器是一种利用微观电解技术将铁和碳进行反应的装置。
该反应器结合了微观电化学和金属材料科学的原理,可以实现高效、低能耗的铁碳反应过程。
本文将详细介绍微电解铁碳反应器的工作原理、主要组成部分以及其在实际应用中的优势和前景。
2. 工作原理微电解铁碳反应器基于电化学原理,利用外加电场促使金属表面发生氧化还原反应。
其工作原理如下:1.阳极氧化:在微电解铁碳反应器中,阳极通常是由纯铁材料制成。
当外加正向电压时,阳极表面会发生氧化反应,生成Fe3+离子。
2.阴极还原:阴极通常是由碳材料制成。
当外加正向电压时,阴极表面会发生还原反应,将Fe3+离子还原为Fe2+离子。
3.溶液循环:为了保持溶液中的离子浓度稳定,微电解铁碳反应器还配备了溶液循环系统。
该系统通过泵将溶液循环流动,以确保反应过程中的离子浓度均匀。
4.产品收集:经过一段时间的反应,铁和碳将发生化学反应生成相应的产物。
这些产物可以通过收集装置进行收集和分离。
3. 主要组成部分微电解铁碳反应器主要由以下几个组成部分构成:1.阳极:阳极一般采用纯铁材料制成,具有良好的导电性和耐腐蚀性。
其表面经过特殊处理,以提高氧化反应效率。
2.阴极:阴极通常采用碳材料制成,如石墨或活性炭。
碳材料具有良好的还原性能,并且价格相对较低。
3.电解质溶液:电解质溶液是微电解铁碳反应器中起到传递离子的介质。
常见的电解质溶液包括氯化钠、硫酸铜等。
4.外加电源:外加电源为微电解铁碳反应器提供所需的正向电压。
通过调节外加电源的电压和电流,可以控制反应器中的氧化还原反应速率。
5.溶液循环系统:溶液循环系统通过泵将溶液循环流动,以保持离子浓度均匀,并提高反应效率。
6.收集装置:收集装置用于收集和分离反应产物。
常见的收集装置包括过滤器、离心机等。
4. 优势和前景微电解铁碳反应器相比传统的铁碳反应过程具有以下优势:1.高效能耗低:微电解铁碳反应器利用外加电场促进氧化还原反应,使反应速率大大增加,从而提高了效率。
铁碳微电解反应塔
铁碳微电解反应塔,也被称为微电解设备、微电解罐体、铁碳塔、微电解水处理装置等,是一种利用铁碳填料对高浓度化工污水处理的设备。
这种设备的工作原理基于金属腐蚀电池原理,通过在系统通入酸性废水后,运用“腐蚀电池原理”自身产生的1.2V电位差对废水进行电解。
其主要组成部分是铁和碳。
在系统中,电位较低的铁成为阳极,而电位较高的碳则成为阴极。
在酸性充氧条件下,它们会发生电化学反应。
此外,为了增强铁离子的释放以及防止铁屑板结,通常会在铁-碳床中加入一定比例的惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)颗粒。
铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭,当材料浸没在废水中时,发生内部和外部两方面的电解反应。
该技术主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。
值得注意的是,处理效果很大程度上受到pH值的影响。
一般来说,pH值越低,CODCr去除率越高。
低pH能提高氧的电极电位,加大微电解的电位差,促进电极反应。
但同时pH 过低会导致铁的消耗量大,产生的铁泥也多,相应会增加处理费用。
铁碳微电解+芬顿氧化法+混凝沉淀一、概述在工业生产和日常生活中,随着污水排放量的增加,水污染成为了一个严重的环境问题。
为了解决水污染问题,人们提出了各种水处理方法。
其中,铁碳微电解、芬顿氧化法和混凝沉淀是三种常用的水处理方法。
本文将就这三种方法进行详细介绍和分析。
二、铁碳微电解1. 概述铁碳微电解是一种通过电化学方法去除水中污染物的技术。
该技术利用铁、铁碳合金或其他铁质电极在电解过程中释放出的铁离子与水中的氧气反应,产生氢氧化铁沉淀,并以此去除水中的固体颗粒、悬浮物和有机物。
2. 工作原理铁碳微电解技术的工作原理,主要是通过电极在电解过程中释放出的铁离子与水中的氧气反应,从而产生氢氧化铁沉淀,将水中的污染物吸附沉淀下来,然后通过过滤等方法将其去除。
3. 应用范围铁碳微电解技术适用于去除水中的重金属离子、有机物、胶体等物质,适用于工业废水、生活污水和农业排放水等各种类型的水体。
三、芬顿氧化法1. 概述芬顿氧化法是一种利用过氧化物氧化水中有机废物的技术。
该技术通过添加过氧化氢或次氯酸盐等氧化剂和铁盐等催化剂,在酸性条件下将水中的有机废物氧化分解,从而达到净化水体的目的。
2. 工作原理芬顿氧化法的工作原理是通过氧化剂和催化剂的分解产生自由基,自由基能够氧化水中的有机废物,将其分解为较小的无毒无害物质,达到净化水体的目的。
3. 应用范围芬顿氧化法适用于去除水中的有机废物、染料、苯酚等有机物质,适用于工业废水中有机物浓度高、难降解的问题。
四、混凝沉淀1. 概述混凝沉淀是一种利用混凝剂将水中的悬浮物或胶体凝聚成较大的沉淀物,从而达到净化水体的目的。
2. 工作原理混凝沉淀的工作原理是通过添加混凝剂,将水中的悬浮物或胶体凝聚成较大的沉淀物,然后通过重力沉降或机械过滤等方法将其去除,从而净化水体。
3. 应用范围混凝沉淀适用于去除水中的胶体、悬浮物和颗粒物等固体物质,适用于各种类型的水体,特别适用于预处理工业废水和生活污水中的固体颗粒物去除。
120创新技术中国环境监察铁碳催化微电解技术概览文︱赵峰微电解技术通过具有不同电极电位的金属与金属(或非金属)形成微电池,利用其产生的电池效应实现对工业废水的处理。
与其他废水处理技术相比,具有适用范围广、处理的效果好、成本低廉、操作维护方便、不需要消耗电力资源等特点,并能实现废弃物的资源化利用,微电解技术对于难降解高浓度的工业废水有很好的处理效果。
铁碳微电解技术于20世纪80年代引入中国,其微电池的基本组成为价格低廉的铁(阳极)和碳(阴极)。
早期的铁碳微电解填料主要使用铁屑和焦炭,存在板结钝化、添加量大、混合不均匀、效果不持久等诸多问题,因此没能实现工业应用。
2008年以后,铁碳微电解填料采用高温烧结成型技术,解决了板结钝化等诸多实际使用中的问题,且在铁碳配比、反应器等方面开展了更多的研究,该技术的实际应用成为可能。
目前,全国有多家铁碳填料的生产厂家,但难以在工业废水处理应用中推广,其主要原因在于,不同的工业废水具有不同的污染物特征,污染物浓度也不相同,因此需要不同配方的铁碳微电解填料和相关的综合废水处理技术,而目前这方面的工作较为欠缺。
基于此,一些具有强盛创新力的企业在铁碳催化微电解技术处理工业废水领域已探索多年,在焦化废水、印染废水、造纸废水、电镀废水及化工废水等难降解高浓度工业废水治理方面开展了大量的实验室研究和现场中试研究工作,掌握了铁碳催化微电解填料(催化剂的添加及配比),铁碳催化微电解应用技术,形成了自主关键技术,并逐渐开展了实际工程应用。
一、铁碳微电解的作用机理1.电化学反应烧结成型的铁碳填料中,铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池,这些细微原电池是以电位低的铁作为阳极,电位高的碳作为阴极。
电极反应如下:阳极: Fe-2e →Fe 2+ E 0(Fe/ Fe 2+)=-0.44 V 阴极: 2H ++2e →H 2↑ E 0(H +/ H 2)=0.00 V 有氧存在时,阴极反应如下:O 2+4H ++4e →2H 2O E 0(O 2)=1.23 V O 2+2H 2O+4e →4OH - E 0(O 2/ OH -)=0.41 V 2.氧化还原反应电极反应生成的产物(如新生态的H +)具有很高的活性,能够跟废水中多种组分发生氧化还原反应,包括许多难生物降解(如染料)和有毒的物质(如硝基苯)都能够被有效的降解,可破坏有色废水中发色物质的发色结构;同时,单质金属铁能够和废水中金属活动顺序排在铁之后的重金属离子发生置换反应,也能还原硝基,还原生成的亚硝基在有铵存在时生成N 2。
关于铁碳微电解的一些看法一、什么叫铁碳池?铁碳池就是一个池子。
是将废铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等) 颗粒按一定的质量比或者体积比作为填料装入池中对废水尤其是化工废水进行预处理的方法。
一般工业废水中含有抑制好氧微生物生长的有毒物质,属生物难降解有机废水,通常BOD5∶CODCr在0.05到0.15这个范围。
所以必须对这类废水进行预处理。
在实际工程上来说,目前铁碳法已成功应用于含铬、氟、砷、油及合成洗涤剂的工业废水的处理。
而通过铁碳池可以显著提高废水的可生化性,达到0.3以上,可有效减少废水中有毒物质对微生物的毒害作用,为进一步生化处理创造了有利条件。
二、什么叫铁碳微电解?当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时,由于铁和碳之间的电极电位差,废水中会形成无数个微原电池。
其中电位低的铁成为阳极,电位高的碳成为阴极,在酸性充氧条件下发生电化学反应,其反应过程如下:阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2+,阴极(C) : 2H++2e→ 2*H+→H2,从反应中看出,产生的了初生态的Fe2+和原子H,它们具有高化学活性, 能改变废水中许多有机物的结构和特性, 使有机物发生断链、开环等作用。
若有曝气,即充氧和防止铁屑板结。
还会发生下面的反应:O2+ 4H+ +4e→2H2O;O2+ 2H2O+ 4e→4OH-;2Fe2+ +O2+4H+→2H2O+ Fe3+。
反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因,而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3 胶体絮凝剂, 可以有效地吸附、凝聚水中的污染物, 从而增强对废水的净化效果。
三、铁碳微电解的影响因素(最佳工艺条件)看了十几篇文献,大家做了pH值、停留时间、铁碳比、曝气时间、进水COD 浓度、温度对处理效果的影响。
下面把文献中的结论总结一下,再分析一下明水的数据情况。
1.pH值对处理效果的影响pH值对铁碳处理有很大影响,进水的pH值越低,CODCr 去除率越高。
制药行业污水处理铁碳微电解等工艺分析介绍制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。
其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,特别是生化性很差,且间歇排放,属难处理的工业废水。
生物制药、化学制药、其他植物提取、生物制品及制剂生产过程伴有各种生产工艺和生产方式,复杂性生产工艺和多样性生产方式决定了制药废水产生多样性的特点。
制药行业废水如何处理:1、催化氧化法在催化剂作用下,制药废水中的有机物可以被强氧化剂氧化分解,有机物结构中的双键断裂,由大分子氧化成小分子,小分子进一步氧化成二氧化碳和水,使COD大幅度下降,BOD/COD值提高,增加了制药废水的可生化性,经深度处理后可达标排放。
用催化氧化法处理,可以克服传统生化处理制药废水效果不明显的不足,有效地破坏有机物分子的共轭体系,达到去除COD、提高可生化性的目的。
催化氧化法中,选择催化剂和氧化剂是关键。
选择合适的催化剂和氧化剂,在适宜的工艺条件下处理的制药废水再经过二次处理后可达标排放。
如在活性炭载带过渡金属氧化物催化剂的催化作用下,采用Cl02作氧化剂处理制药废水,不但处理成本低,氧化性远高于次氯酸钠,而且不会生成三卤甲烷等致癌物质。
制药行业废水如何处理:2、内电解法内电解法的原理是利用微电解的负极和正极,以充入的污水为电解质溶液,在偏酸性介质中,正极产生具有强还原性的新生态氢,能还原重金属离子和有机污染物。
负极生成具有还原性的亚铁离子。
生成的铁离子、亚铁离子经水解、聚合形成的氢氧化物聚合体以胶体形式存在,它具有沉淀、絮凝吸附作用,能与污染物一起形成絮体、产生沉淀。
应用内电解法可去除制药废水中部分色度、部分有机物,并且提高制药废水的生化处理性能,增加生物处理对有机物的去除效果。
实验证明,在内电解后,制药废水的可生化性能明显提高,这主要是由于在内电解的过程中产生的新生态氢和亚铁离子具有较强的还原性,能与制药废水中的难降解的有机物发生氧化还原反应,破坏其化学结构,从而提高了生物降解性能。
铁炭微电解一、什么是铁炭微电解铁炭微电解是一种利用微小电流传导通过铁炭复合电解剂将电能转化为化学能的技术。
它能够利用反应中的离子电荷转移和电解过程中的化学反应,实现电能与化学能的相互转化。
铁炭微电解技术能够应用于多个领域,包括环境治理、能源存储和清洁能源生产等。
二、铁炭微电解的工作原理铁炭微电解的工作原理主要基于电解过程中的氧化还原反应。
在铁炭复合电解剂的作用下,正极的铁离子将被还原成铁,并释放出电子;而负极的炭负离子则被氧化成二氧化碳。
铁炭微电解的过程可以分为四个步骤: 1. 电极反应 * 正极反应:Fe3+ + 3e- → Fe * 负极反应:CO32- → CO2 + 2e- 2. 离子传输 * 正极离子:Fe3+ * 负极离子:CO32- 3. 电解质传输 * 铁炭复合电解剂 4. 物质迁移 * 铁和二氧化碳三、铁炭微电解的应用领域1. 环境治理铁炭微电解技术在环境治理方面具有广泛的应用前景。
它可以通过氧化还原反应将有害物质转化为无害的物质,并减少对环境的污染。
例如,铁炭微电解可以用于污水处理,将有害物质转化为可再利用的资源或无害物质,实现废水的净化。
2. 能源存储铁炭微电解技术可以作为一种新型的能源存储技术,用于储存和释放电能。
通过在电解过程中将电能转化为化学能,可以实现对电能的高效储存。
在需要时,可以通过反向反应将储存的化学能转化为电能供应给电力系统。
3. 清洁能源生产铁炭微电解技术还可以应用于清洁能源的生产,如水解制氢和电解制氧等。
通过该技术可以高效地分解水分子,产生氢气和氧气,从而实现清洁能源的生产和利用。
四、铁炭微电解的优势和挑战1. 优势铁炭微电解技术相比传统电解技术具有以下优势: * 能耗低:铁炭微电解可以利用微小电流进行反应,相比高能耗的传统电解技术更加节能。
* 成本低:铁炭复合电解剂成本较低,且可再生利用,降低了生产成本。
* 高效性:铁炭微电解的反应速率较快,具有高效的反应转化率。
铁碳微电解技术一、技术简介铁碳微电解是利用金属腐蚀原理法,形成原电池用于废水处理的高级氧化技术。
二、历史由来原电池的发明历史可追溯到18世纪末期,当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验,当用金属手术刀接触蛙腿时,发现蛙腿会抽搐。
大名鼎鼎的伏特认为这是金属与蛙腿组织液(电解质溶液)之间产生的电流刺激造成的。
1800年,伏特据此设计出了被称为伏打电堆的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。
1836年,丹尼尔发明了世界上第一个实用电池,并用于早期铁路信号灯。
原电池反应属于放热的反应,一般是氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。
两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
三、技术原理铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。
由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除,为了增加电位差,促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。
其中电位低的铁成为阳极,电位高的碳成为阴极,在酸性充氧条件下发生电化学反应,其反应过程如下:阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2+,阴极(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2,反应中,产生的了初生态的Fe2+和原子H,它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。
若有曝气,即充氧和防止铁屑板结。
铁碳微电解原理
铁碳微电解(Fe-CEDL)是一种由极具金属特征的含碳氧化物、碳纳米管及碳颗粒表现出的原位尺寸受控电化学方法,旨在在固体表面及其界面上实现微小电解。
该方法涉及通过操纵碳/金属界面电位来控制表面电化学反应。
它还可以在原位分离表面的原子层以及由其组成的纳米晶体。
Fe-CEDL可以被应用于电化学合成以及用于探索表面反应的催化机理。
Fe-CEDL的机理是由一系列有机/无机材料组成的原位可控电化学过程控制的,其碳/金属界面电位被用于控制表面电化学反应。
Fe-CEDL的基本功能是通过体系中的碳颗粒与碳纳米管的界面,改变表面的电极反应,从而分离了纳米表面的原子层和纳米晶体。
Fe-CEDL的主要目的是合成出新的金属碳复合物,其具有更高的功能性和结构性。
最重要的是,由于Fe-CEDL的过程中引入了极具金属特征的含碳氧化物,它有可能新建立或增强物质的机械性能和耐久性,如抗疲劳性、抗腐蚀和抗氧化性等。
此外,Fe-CEDL具有不稳定系统中可靠地提供高比表面积隔离等功能,并且容易操作,性能可调,使得Fe-CEDL可以成为一种简便、有效的制备催化剂的方法。
该方法可以提供均匀的活性表面,使得Fe-CEDL也可用于合成高性能的纳米结构材料。
Fe-CEDL的其他应用包括用于探索物质/表面反应催化机理的研究,以及用于制造有机/无机纳米材料的研究。
它还可以用于模拟表面反应过程的研究以及非平衡态电化学系统的分析。
总之,Fe-CEDL是一种十分有用的方法,其可以合成高性能的金属碳复合材料,作为电化学合成体系,它还可以用于探索催化机理、制备纳米材料以及研究非平衡态电化学系统等方面。
铁碳微电解结构分析
文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
萍乡拓步环保研发生产的第三代TPFC采用规整球形结构,填充空隙更均匀,废水与
颗粒表面接触更充分,传质效率更高,反应更彻底。应用于微电解反应器,可高效去
除废水中重金属离子、色度、高浓度有机物(COD),对环状及长链大分子有机物进行
开环断链,对有毒、有害有机污染物破解有毒官能团,提高工业废水的可生化性。反
应活性高,不钝化,不板结,不堵塞,可定期反洗,产品使用过程无需更换,只需定
期补充即可。与市场上炼钢球团改性铁粒对比,该产品处理效率提高一倍以上。
一、新型铁碳TPFC应用特点
1、活性高
TPFC新型铁碳微电解填料内含稀贵微量元素M,铁-碳-催化元素M-形成空间网状
结构,提高氧化还原电位,采用高温磁化构架、微孔活化技术,形成多孔结构,比表
面积大,表面Zeta电位高,能大幅度降低污染物开环、断链及降解反应的活化能,
提高反应速率和净化效率。
2、孔隙率高,堆密度低
TPFC新型铁碳微电解填料采用专业构架成孔技术,孔隙率高,堆密度0.8-
1.2g/cm3,材料省,大幅度降低工程成本。
3、清洗方便,高效稳定
TPFC新型铁碳微电解填料采用规整球形颗粒结构,区别于市场上所有其它类型微
电解填料,反洗更容易,更节水,产品活性稳定高效。
4、无钝化
TPFC新型铁碳微电解填料将微电解正负极材料有机地结合到一体,即在单个颗粒
内同时形成无数个正负电极对,使放电反应永远畅通无阻,从根本上避免微电解工艺
由于材料表面致密氧化物覆盖导致的钝化现象发生。真正实现无钝化、无需更换,只
需根据其缓慢溶解速度,定期补加即可。
5、无堵塞无板结
TPFC新型铁碳微电解填料为单一材料(多元素复合一体),无需组配,密度一
致,可定期反冲洗,从根本上解决使用过程中材料间杂质堵塞、填料板结等问题。
6、消耗量少
TPFC新型铁碳微电解填料放电反应效率高,去除单位COD微电解材料消耗量少,
产生污泥量小,处理成本低。
7、预处理(解毒)作用稳定确保后续生化高效运行
TPFC新型铁碳微电解填料采用过滤方式,来水水质波动对出水水质影响小,能充
分确保出水水质可生化性满足后续生化处理要求,维持生化处理单元平稳高效运行,
最终确保出水水质达标。
8、系列产品针对性更强,更高效
TPFC新型铁碳微电解填料根据不同废水类型研发专用型号产品,针对性更强、技
术更专业、处理效率更高。
二、技术参数
编号 项目名称 性能参数 特点优势
1 外形
规整球形,?14-18mm 专门针对废水处理设计生产,便于反洗
维持高活性,有利于防钝化
2 堆密度(g/cm3) 0.8-1.2
孔隙率高,反应活性高,填充量减少,
工程成本降低
3 孔隙率 ≥65% 防堵塞
4 比表面积(m2/g) ≥1.2 比表面积大,反应速度快,活性高
5 耐磨性 高 损耗低
6 物理强度(Kg/cm2) ≥1100 颗粒完整无破碎浪费
7 有效成分(铁碳M)含量 ≥99% 反应后残留杂志少,无二次污染
三、TPFC新型环保专用微电解填料的比较优势
(1)反应活性高
采用高温磁化构架、微孔活化技术,微孔发达,比表面积大,反应活性强,表面
Zeta电位高,能大幅度降低污染物开环、断链及降解反应的活化能,提高反应速率和
净化效率。
(2)管理方便
TPFC新型铁碳微电解填料采用规整球形结构,填充空隙更均匀,废水与颗粒表面
接触更充分,传质效率更高,反应更彻底。
所有滤床结构填料,在过滤过程中都需要定期反洗。TPFC新型铁碳微电解填料采
用规整球形结构,低密度,反洗更容易,使用管理更方便。
(3)投资成本低
相同条件下,微电解反应器处理能力大小由填料体积决定,TPFC新型铁碳微电解
填料堆密度更低,填充相同体积需要的产品重量小,成本低(以100m3填充池计算,
采用市场普通产品需要140吨左右,而TPFC产品只需95吨左右,节省30%以上)。
(4)电化学反应效率高
市场上炼钢球团(扁圆形)铁碳中的碳片数量少,分布不均匀,反应效率较低。
扁圆形结构堆集填充后空间不均匀,废水与填料接触传质效率低,影响总体处理效
果。
TPFC新型铁碳微电解填料生产加工采用原料混合成球,铁-碳-M元素混合均匀,
正负电极对数量更巨大,放电反应过程电子传递阻力更小,反应更高效,除污、解
毒、降解能力更强,净化效率更高。
(5) 消耗量小,运行成本低
TPFC新型放电反应效率高,去除单位COD微电解材料消耗量少,产生污泥量小,
处理成本低。
与同类产品性能比较
对比项目 传统双组分微电解填料 扁圆形大颗粒微电解填料 规整微电解填料 TPFC
生产加工 铁屑或还原铁颗粒+碳粒 炼钢球团 炼钢球团,外形改变 专用高温还原工艺
生产
pH适用范围 2-4 2-6 2-6 2-9
处理后pH范围 3-6 4-7 4-7 6-9
后处理投碱量 大 较大 较大 很小
钝化现象 严重,需定期酸洗活化。无法持续高效运行,需定期更换,劳动强度大,材料浪费惊人 有,需定期酸洗活化,操作麻烦,酸洗废水需处理,材料浪费较大 有,需定期酸洗活化,操作麻烦,酸洗废水需要处理,材料浪费较大 无,维护简单
堵塞、板结 严重,需更换 无,可冲洗 无,可冲洗 无,可冲洗
反应速度 较慢 较快 较快 很快
COD去除效率(以印染废水为例) 20-40% 30-60% 30-65% 50-80%
色度去除效率(以印染废水为例) 60-80% 70-90% 75-93% 85-98%
B/C值提高(以垃圾渗滤液为例) 处理前0.16 处理后0.28 处理前0.16 处理后0.32 处理前0.16 处理后0.34 处理前0.16
处理后0.45
产生污泥量 较大 较大 较大 较小
综合运行费用 高 较高 较高 较低
(注:以上数据为本公司实验检测值)
七、包装: 25KG 防潮编织袋