鐵炭微電解處理高濃度廢水。

 

介紹了鐵炭的微電解及其區別方法·

一、什么樣的鐵炭微電解法：

鐵炭在電解液中自發產生的弱電流將廢水中的污染物分解的一種污水處理工藝。

在酸性廢水中浸入鐵屑和炭粒時，由于鐵與炭之間的電極電位差(0.9~17V)，在廢水中會形成數不清的微原電池。這種微型電池以低電位的鐵作為陽極，高電位的炭作為陰極，在含酸性電解液的水中發生電化學反應。

大量的初生態的Fe2+和新生態，它們具有極高的化學活性，可以改變廢水中許多有機物的結構和特性，使其發生斷鏈、開環等作用。

鐵炭微電解是一種集氧化、還原、電沉淀、絮凝、吸附、架橋、卷掃、共沉淀等多種功能于一體的工藝。

二、鐵炭微電解使用中PH的最佳范圍是什么？

使用鐵炭微電解最好的PH范圍是3~4，在這個PH范圍內，高溫燒成的鐵炭微電解填料每年消耗10%~15%(個別廠家會說他們的填料適合PH范圍5~7，這與鐵炭微電解反應原理不符，因此這種填料對廢水的處理的主要原理是通過鐵炭中活性炭的吸附而非真正的微電解反應原理來實現)。

三、鐵炭微電解法的優點：

應用范圍廣，處理效果好，成本低，操作維護方便，不需要消耗電力資源，反應速度快，處理效果穩定，不會造成二次污染，可提高廢水的可再生性，可實現化學沉淀除磷，可通過還原脫重金屬，也可進行預處理進行生物處理，有利于污泥沉降及生物掛膜。

現已成熟應用的行業有：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。

四、在反應期間鐵和炭到哪兒了？

燒結后的鐵炭微電解填料中鐵和炭不以大顆粒形式存在，而是以聚合態結構存在。

反應物中鐵變成二價鐵離子存在于廢水中，并通過后續的絮凝沉淀；炭隨著鐵的溶解不斷地脫落，脫除極細的炭粒會吸附污物進入沉淀池進行絮凝沉淀。

五、何為高溫燒結鐵炭微電解填料

高爐燒結鐵炭微電解填料是由鐵粉、炭粉、催化劑等組分經過高溫(超過1300℃)熔煉而形成的整體合金結構，故其物理強度強(≥600kg/cm2)；

采用框架型微孔結構，使微電解反應比表面積大，水氣通道均勻，對廢水處理具有較大的電流密度，催化反應效果好。

六、如何區分鐵炭微電解是否為高溫燒結？

透過撞擊或相關的測試：高溫燒結的微電解填料不易破碎。不高溫燒成的微電解填料很容易被打碎，甚至一打碎就會碎。

空隙率檢測，可投擲水中看氣泡產生量：高溫燒結微電解填料具有真實空隙率，空隙率達65%，投擲入水中后，空隙量大，均勻持久，單位填料處理污水能力強。無燒成的微電解填料幾乎沒有孔隙率，投進水中后幾乎沒有氣泡，單位填料處理污水的能力很弱。

真合金結構：真合金結構是用砂紙打磨填充物，還是用模切機切割填充物后，高溫燒結的鐵炭微電解填充物具有明顯的金屬粘合性。無高溫燒結鐵炭微電解填料經打磨或模切，金屬無合金結構光澤，出現鐵炭分離現象。

七、為什么要選擇高溫燒結的鐵炭進行微電解填充。

選擇高溫燒結鐵炭的微電解填料，對保證微電解工藝的正常進行具有重要意義。

在使用過程中，高溫燒結鐵炭微電解填料不會發生板結、鈍化現象，其物理強度為1000kg/cm2，足以承受20m水柱壓力及酸性廢水對填料的侵蝕，而在高溫燒結鐵炭微電解填料中，由于水柱壓力及酸性廢水的侵蝕，則不會產生破碎、鈍化和板結現象，必須選用高溫燒結鐵炭微電解填料。

八、為什么燒成后的鐵炭微電解填料無需更換。

鐵炭是同時消耗的，填充物中鐵和炭比沒有變化，所以反應過程中填充物的消耗只是數量的變化，不是質變。

因此，在消耗填料時，只需加入新的填料即可。PH3~4進水時，鐵炭高溫燒結后，微電解填料的年消耗量為10%~15%。

在廢水處理中采用鐵炭微電解的？

目前的研究和應用現狀。

 

鐵炭微電解機理研究。

一、微電解的一般工作原理：

鐵炭微電解是基于原電池在電化學中的反應。

在電解液中浸入鐵和炭，由于鐵和炭之間存在1.2V的電極電位差，因此形成了無數的微電池系統，在它們的作用空間中形成了電場。

陽極反應產生的新生態二價鐵離子具有很強的還原能力，可以還原某些有機物，也可以打開一些不飽和基團的雙鍵(如羧基-COOH，偶氮基-N=N-)，使一些難降解的環狀和長鏈有機物質分解為易被生物降解的小分子有機物質，從而提高了可生化性。

二價和三價鐵離子是優良的絮凝劑，尤其新生的二價鐵離子具有較高的吸附-絮凝活性，通過對廢水pH值的調節，可以將鐵離子絮狀沉淀成氫氧化物，吸附在污水懸浮狀態或膠體狀態的微粒或有機高分子，進一步降低廢水的色度，同時可以去除部分有機污染物，使廢水得到凈化。

陰極反應生成大量新生態的[H]和[O]，在酸性條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子被破壞，從而消除了有機廢水的色度，提高了廢水的可生化性。

鐵碳電池反應：

正極：Fe-2e→Fe2+E(Fe/Fe2+)=0.44V。

陰極：2H++2e→H2E=0V(H+/H2)。

在有氧的情況下，陰極反應如下：

O2+4H++4e→2H2OE(O2)=1。

O2+2H2O+4e→4OH-E(O2/OH-)=1。

二、一般的微電解反應如下：

鐵原子和炭原子在原電池的旁邊或分開形成反應。

這類鐵炭接觸不利于電子的傳遞，電荷效率低，因而對廢水中有機物的去除效率也普遍較低。而鐵炭一旦分層，對有機物的去除就更加不利。

三、鐵炭包容性微電解反應為：鐵原子和炭原子相互包容性構成構架，形成原電池反應。

這樣的鐵炭接觸不會出現鐵與炭的分層，更有利于電子的傳遞，且電荷效率更高，對廢水中有機物的去除效果更好。·

鐵炭微電解技術應用于廢水處理的研究進展

染整廢水處理中的應用

作為一種新的廢水處理方法，鐵炭微電解技術最初被用于處理印染廢水，并取得了良好的效果。

染料和染整助劑是印染廢水有機污染物的主要來源，近年來，隨著印染工藝的發展和有機合成染料新產品的不斷出現，使印染廢水呈現出pH低、色澤深、毒性大、生物降解性差等特點。

所以用鐵炭對印染廢水進行微電解處理具有其它工藝無法比擬的優點。

通過實驗對色度300倍、COD值602mg/L、pH值9.76和色度700倍、COD值1223mg/L、pH值5.76和pH值5.76的印染廢水分別進行了處理，結果表明，在反應時間20~30min、鐵炭體積比為1:1和pH值3.0左右的條件下，對色度的去除率可達95%以上，同時COD值可達60~70%。

對印染廢水采用鐵炭微電解工藝，pH為3，接觸時間為20~30min，色度和COD均可達到90%以上。