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铁碳微电解的反应原理:
电化学反应的氧化还原
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。
当废水与铁碳接触后发生如下电化学反应:
阳极:Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4
阴极:2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V
当有氧存在时,阴极反应如下:
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有试验在铁碳反应后加H2O2,阳极反应生成的Fe2+可作为后续催化氧化处理的催化剂,即Fe2+与H2O2构成Fenton试剂氧化体系。阴极反应生成的新生态[H]能与废水中许多组分发生氧化还原反应,破坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团),使其脱色。通过铁碳曝气反应,消耗了大量的氢离子,使废水的pH值升高,为后续催化氧化处理创造了条件。
催化氧化原理
向废水中投加适量的H2O2溶液与废水中的Fe2+组成试剂,它具有极强的氧化能力,特别适用于难降解有机废水的治理。Fenton试剂之所以具有极强的氧化能力,是由于HO被Fe催化分解产生•OH(羟基自由基)。
生化性能改善和色度去除的机理
微电解对色度去除有明显的效果。这是由于电极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些有机物的发色基团硝基—NO2 、亚硝基—NO 还原成胺基—NH2 ,另胺基类有机物的可生化性也明显高于硝基类有机物;新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-) 的双键打开,使发色基团破坏而除去色度,使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。此外,二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调节废水的pH 可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。
微电解进行废水处理自诞生以来,便引起国内外环保研究学者的关注,并进行了大量的研究!已有很多专利和实用技术成果。最近几年,微电解处理工业废水发展十分迅速,现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程,并收到了良好的经济效益和环保效果。微电解工艺对废水的脱色有良好处理的效果,且以废治废,运行费用低,因此在我国将具有良好的工业应用前景。
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。
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焦化废水是国内外难以处理的废水之一。废水中含有大量的酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳烃等物质。目前处理焦化废水采用的主要工艺为活性污泥法。经过活性污泥法处理后的废水,能有效降低废水中的油分、部分有机物、氨氮及总氮等物质。
焦化废水处理一直是国内外污水处理领域的一大难题。焦化废水主要来源于钢铁行业炼焦的焦化厂,是炼焦炭或制煤气过程中产生的难生物降解的高浓度有毒有机废水。焦化废水水质成分复杂,含有高浓度的氨氮、酚类化合物、PAHs以及含氮、氧、硫的杂环化合物等,废水中污染物组成复杂,属较难生化降解的高浓度
近年来,微电解法在许多行业的废水处理中都有大量应用,工艺已日趋成熟。影响微电解处理效果的因素有很多,有的还会影响反应的机理。下面小鱼儿为大家介绍影响微电解处理效果的因素:1)废水pH值:入水pH值应选偏酸性,可控制到3-6.5,酸性过强虽能促进微电解的作用,但破坏了后续的絮凝体,且铁的消耗
用铁碳微电解联合过硫酸盐深度处理造纸废水,考察了反应时间、初始pH、铁碳质量比、铁碳总投加量、过硫酸盐(PS)投加量等因素对处理效果的影响,并对不同体系下的废水处理效果进行比较。结果表明:铁碳微电解联合过硫酸盐工艺能够有效深度处理造纸废水,在反应时间为150min、pH=5、m(Fe0):m(AC)=
一、微电解的原理微电解法,又称为内电解法、零价铁法、铁屑过滤法、铁碳法,是近30年来被泛应用于染料、印染、重金属、农药废水处理的一种新兴的电化学方法,铁碳微电解具有使用范围广、工艺简单、处理效果好等特点,尤其对于高盐度,高COD以及色度较高的工业废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势。
1、铁碳微电解法概述铁屑(较多使用铸铁屑)为铁-碳合金,当浸没在废水溶液中时,就构成一个完整的微电池回路,形成一种内部电解反应,这就是微电解。而在铸铁屑中再加入惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)颗粒时,铁屑与炭粒接触,形成的大原电池即为铁碳微电解法。2、技术原理铁碳微电解技术主要利用了
铁碳微电解是铁和炭在电解质溶液中自发产生的微弱电流分解废水中污染物的一种污水处理工艺。其产的大量初生态的Fe2+和新生态的[H]具有极高化学活性,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。铁炭微电解工艺集氧化、还原、电沉淀、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能
在难降解工业废水的处理技术中,由于废水的BOD5/CODcr低,且成分复杂,对微生物活性具有较强的抑制性,直接生化具有很大的难度,必须进行强化预处理,改变原废水的难生化性及分子结构,为此经常会涉及到铁碳微电解工艺及曝气铁碳微电解工艺进行废水的预处理,以提高废水的可生化性,保证后继生物工艺的进行,
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