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      淺談鐵碳微電解高濃度廢水處理

      發(fā)布時(shí)間:2024-09-26
      一、關(guān)于鐵炭微電解的簡(jiǎn)介
      什么是鐵炭微電解:
      是指鐵和炭在電解質(zhì)溶液中自發(fā)產(chǎn)生的微弱電流分解廢水中污染物的一種污水處理工藝。
      將鐵屑和炭顆粒浸沒在酸性廢水中時(shí),由于鐵和炭之間的電極電位差(0.9~17v),廢水中會(huì)形成無數(shù)個(gè)微原電池。這些微電池是以電位低的鐵成為陽極,電位高的炭做陰極,在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。
      在應(yīng)中產(chǎn)生的大量初生態(tài)的fe2+和新生態(tài)的[•h],它們具有化學(xué)活性,能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性,使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用。
      鐵炭微電解工藝是集氧化、還原、電沉淀、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉淀等多功能于一體。
      鐵炭微電解工藝優(yōu)點(diǎn):
      適用范圍廣,處理效果好,成本低,操作維護(hù)方便,不需要消耗電力資源,反應(yīng)速度快,處理效果穩(wěn)定,不會(huì)造成二次污染,提高廢水的可生化性,可以達(dá)到化學(xué)沉淀除磷,可以通過還原除重金屬,也可以作為生物處理的前處理,利于污泥的沉降和生物掛膜。
      目前成熟運(yùn)用的行業(yè)有:化工、制藥、染料、顏料、橡膠助劑、酚醛樹脂、電鍍、線路板、垃圾滲濾液、印染、煤化工等。
      反應(yīng)過程中鐵和炭去哪里了
      在高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料中鐵和炭不是以大顆粒形式存在,而是以合計(jì)結(jié)構(gòu)的形式存在。
      反應(yīng)中鐵變?yōu)槎r(jià)鐵離子存在于廢水中,通過后續(xù)的絮凝而沉淀出來;炭隨著鐵的溶解不斷的脫落,脫落后的極其細(xì)小炭粒會(huì)吸附著污染物質(zhì)進(jìn)入沉淀池經(jīng)絮凝沉淀。
      二、鐵炭微電解法在廢水處理中的研究進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
      鐵炭微電解的作用機(jī)理
      1、微電解一般工作原理:
      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(shí),由于fe和c之間存在1.2v的電極電位差,因而會(huì)形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。
      陽極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力,可使某些有機(jī)物還原,也可使某些不飽和基團(tuán)(如羧基—cooh、偶氮基-n=n-)的雙鍵打開,使部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。
      此外,二價(jià)和三價(jià)鐵離子是良好的絮凝劑,特別是新生的二價(jià)鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調(diào)節(jié)廢水的ph可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀,吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子,可進(jìn)一步降低廢水的色度,同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。
      陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[h]和[o],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng),使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解,從而消除了有機(jī)廢水的色度,提高了廢水的可生化性。
      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(shí),陰極反應(yīng)如下:
      o2 + 4h+ + 4e → 2h2o e (o2) = 1.23v
      o2 + 2h2o + 4e → 4oh- e (o2/oh-) = 0.41v
      鐵炭微電解技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展
      在制藥廢水處理中的應(yīng)用
      目前,制藥廢水處理面臨的主要問題是污染物種類多、濃度高且成分復(fù)雜,沖擊負(fù)荷大,部分廢水中抗生素的存在抑制生化處理時(shí)微生物的生長(zhǎng),可生化性差,色度高等特點(diǎn)。
      工程實(shí)踐表明,鐵炭微電解法對(duì)各種成分的制藥廢水cod、色度都具有較好的去除效果,同時(shí)b/c有所提高。
      關(guān)鍵詞:電池 絮凝劑
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