铁碳微电解

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一、铁碳微电解的定义:
铁碳微电解是指: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。

这些细微电池是以电位低的铁成为阳极,电位高的碳做阴极,在含有酸性电解质
的水溶液中发生电化学反应。

二、铁碳微电解的原理:
铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用。

电池反应产物的混凝,新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果。

其中主要作用是氧化还原和电附集,废铁屑的主要成分是铁和碳,当将其浸入电解质溶液中时,由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场,阳极反应生成大量
的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。

阴极反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子发
生断链降解,从而消除了有机物尤其是印染废水的色度,提高了废水
的可生化度,且阴极反应消耗了大量的H+生成了大量的OH-,这使得
废水的pH值也有所提高。

铁炭原电池反应:
阳极: Fe - 2e →Fe2+ E(Fe / Fe2+)=0.44V
阴极: 2H﹢+ 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V
当有氧存在时,阴极反应如下:
O2 + 4H﹢+ 4e → 2H2O E (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣+E(O2/OH﹣)=0.41V
三、铁碳微电解类型:
目前国内外微电解设备均是固定床,其特点是结构简单,推流性好,但存在不少实用性问题:一是效率不高,反应速度不快;二是床体易板结,造成短路和死区;三是铁屑补充劳动强度大。

四、铁碳微电解常用铁粉及特点:
一般使用的铁屑有铸铁屑和钢铁屑两种。

铸铁屑含碳量高,处理效果好,但材料来源不易,絮体易破碎,强度低,易压碎结块;钢铁屑含碳量稍低而效果差,但材料易得。

在流动水体中能与废水接触均匀,
不易短流或结块,表面钝化物也易被带走,自然更新力强,且增大停留时间,效果也能接近铸铁屑。

磁性铸铁粉处理含铬电镀废水,取得了极佳的净化效果。

磁性铸铁粉主要强化了铸铁粉表面的微电池作用,同时也加速了铁粉表面和溶液中的氧化还原速度,也能加速絮体的沉降过程。

五、铁碳微电解填料及特点:
铁碳微电解填料是由具有高电位差的金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,具有铁炭一体化、熔合催化剂、微孔架构式合金结构、比表面积大、比重轻、活性强、电流密度大、作用水效率高等特点。

作用于废水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,处理效果稳定,可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象,是微电解反应持续作用的重要保证。

其主要特点:
1、在运行过程中,不钝化、不板结、处理效果稳定。

工艺流程简单、投资费用少、运行成本低。

2、活性强,比表面积大、反应速率快,一般工业废水只需要30-60分钟,长期运行稳定有效。

3、作用有机污染物质范围广,如:含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质;能有效去除废水毒性,显著提高生化处理能力。

4、使用寿命长、处理过程中只消耗少量的微电解剂。

5、使用过程中形成原生态的亚铁或铁离子,具有比普通混凝剂更好的混凝作用。

6、该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属;
7、催化微电解工艺不但可兼容现有的处理工艺,还有协同增效作用。

铁碳微电解填料及反应器图片。