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(méi)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(wú)數(shù)個(gè)微原電池。這些微電池是以電位低的鐵成為陽(yáng)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],它們具有極高化學(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(kāi)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。
鐵炭微電解的.佳使用PH范圍是多少
鐵炭微電解的.佳使用PH范圍是3~4,在此PH范圍內(nèi),高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料的年消耗量在10%~15%(個(gè)別廠家會(huì)講他們的填料適用PH范圍為5~7,這是不符合鐵炭微電解的反應(yīng)原理的,所以這種填料對(duì)廢水處理的主要原理是通過(guò)鐵炭中活性炭的吸附,不是通過(guò)真正的微電解反應(yīng)原理達(dá)到處理效果)。
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(guò)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(shù)脂、電鍍、線路板、垃圾滲濾液、印染、煤化工等。
反應(yīng)過(guò)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(guò)后續(xù)的絮凝而沉淀出來(lái);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。
什么是高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料
高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料是鐵粉與炭粉、催化劑等組分通過(guò)高溫(超過(guò)1300℃)熔煉形成的一體化合金結(jié)構(gòu),故填料的物理強(qiáng)度強(qiáng)(≥600kg/cm2);
框架式的微孔結(jié)構(gòu)形式,為微電解反應(yīng)提供極大的比表面積及均勻的水氣通道,對(duì)廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應(yīng)效果。
如何區(qū)分鐵炭微電解填料是否是高溫?zé)Y(jié)
通過(guò)摔打或進(jìn)行相關(guān)測(cè)試:高溫?zé)Y(jié)微電解填料不易敲碎。非高溫?zé)Y(jié)微電解填料非常容易敲碎,甚至一摔就碎。
孔隙率檢測(cè),可扔到水中看氣泡的產(chǎn)生量:高溫?zé)Y(jié)微電解填料有真正的孔隙率,且孔隙率達(dá)到65%,扔進(jìn)水中后,氣泡量大、均勻、持久;單位填料處理污水能力強(qiáng)。非高溫?zé)Y(jié)微電解填料幾乎沒(méi)有孔隙率,扔進(jìn)水中后,幾乎沒(méi)有氣泡量;單位填料處理污水能力弱。
是否是真正的合金結(jié)構(gòu):用砂紙打磨填料或是用模切機(jī)將填料切開(kāi)后,高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料有明顯的金屬關(guān)澤,是真正的合金結(jié)構(gòu)。非高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料經(jīng)過(guò)打磨或是模切,沒(méi)有合金結(jié)構(gòu)的金屬光澤,出現(xiàn)鐵炭分離的情況。
為何要選用高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料
選用高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料是**微電解工藝正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)板結(jié)、鈍化的情況,其1000kg/cm2的物理強(qiáng)度足以承受20m水柱壓力及酸性廢水對(duì)填料的侵蝕,不會(huì)出現(xiàn)非高溫?zé)Y(jié)鐵炭填料的在水柱壓力及酸性廢水的侵蝕而出現(xiàn)的粉碎、鈍化、板結(jié)的情況,因此必須選用高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料。
高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料為何不需要更換
鐵和炭是同時(shí)消耗的,填料中鐵和炭的比例沒(méi)有改變,因此在反應(yīng)過(guò)程中填料的消耗只是量的改變,而不是質(zhì)變。
所以隨著填料的消耗只需要添加新填料就可以了。在進(jìn)水PH3~4的情況下,高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料的年消耗量在10%~15%。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(méi)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(wú)數(shù)個(gè)微原電池。這些微電池是以電位低的鐵成為陽(yáng)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],它們具有極高化學(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(kāi)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。
鐵炭微電解的.佳使用PH范圍是多少
鐵炭微電解的.佳使用PH范圍是3~4,在此PH范圍內(nèi),高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料的年消耗量在10%~15%(個(gè)別廠家會(huì)講他們的填料適用PH范圍為5~7,這是不符合鐵炭微電解的反應(yīng)原理的,所以這種填料對(duì)廢水處理的主要原理是通過(guò)鐵炭中活性炭的吸附,不是通過(guò)真正的微電解反應(yīng)原理達(dá)到處理效果)。
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(guò)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(shù)脂、電鍍、線路板、垃圾滲濾液、印染、煤化工等。
反應(yīng)過(guò)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(guò)后續(xù)的絮凝而沉淀出來(lái);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。
什么是高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料
高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料是鐵粉與炭粉、催化劑等組分通過(guò)高溫(超過(guò)1300℃)熔煉形成的一體化合金結(jié)構(gòu),故填料的物理強(qiáng)度強(qiáng)(≥600kg/cm2);
框架式的微孔結(jié)構(gòu)形式,為微電解反應(yīng)提供極大的比表面積及均勻的水氣通道,對(duì)廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應(yīng)效果。
如何區(qū)分鐵炭微電解填料是否是高溫?zé)Y(jié)
通過(guò)摔打或進(jìn)行相關(guān)測(cè)試:高溫?zé)Y(jié)微電解填料不易敲碎。非高溫?zé)Y(jié)微電解填料非常容易敲碎,甚至一摔就碎。
孔隙率檢測(cè),可扔到水中看氣泡的產(chǎn)生量:高溫?zé)Y(jié)微電解填料有真正的孔隙率,且孔隙率達(dá)到65%,扔進(jìn)水中后,氣泡量大、均勻、持久;單位填料處理污水能力強(qiáng)。非高溫?zé)Y(jié)微電解填料幾乎沒(méi)有孔隙率,扔進(jìn)水中后,幾乎沒(méi)有氣泡量;單位填料處理污水能力弱。
是否是真正的合金結(jié)構(gòu):用砂紙打磨填料或是用模切機(jī)將填料切開(kāi)后,高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料有明顯的金屬關(guān)澤,是真正的合金結(jié)構(gòu)。非高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料經(jīng)過(guò)打磨或是模切,沒(méi)有合金結(jié)構(gòu)的金屬光澤,出現(xiàn)鐵炭分離的情況。
為何要選用高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料
選用高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料是**微電解工藝正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)板結(jié)、鈍化的情況,其1000kg/cm2的物理強(qiáng)度足以承受20m水柱壓力及酸性廢水對(duì)填料的侵蝕,不會(huì)出現(xiàn)非高溫?zé)Y(jié)鐵炭填料的在水柱壓力及酸性廢水的侵蝕而出現(xiàn)的粉碎、鈍化、板結(jié)的情況,因此必須選用高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料。
高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料為何不需要更換
鐵和炭是同時(shí)消耗的,填料中鐵和炭的比例沒(méi)有改變,因此在反應(yīng)過(guò)程中填料的消耗只是量的改變,而不是質(zhì)變。
所以隨著填料的消耗只需要添加新填料就可以了。在進(jìn)水PH3~4的情況下,高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填料的年消耗量在10%~15%。
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(wú)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(yáng)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(kāi),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(yáng)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
2、一般微電解反應(yīng)為:
鐵原子與炭原子是緊挨著或分開(kāi)而形成原電池反應(yīng)。
這種鐵炭接觸不利于電子的轉(zhuǎn)移,電荷效率較低,因此廢水中有機(jī)物的去除效率一般也較低。同時(shí)當(dāng)鐵炭一旦分層將更不利于有機(jī)物的去除。
3、鐵炭包容式微電解反應(yīng)為:鐵原子與炭原子是相互包容組成架構(gòu)而形成的原電池反應(yīng)。
這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問(wèn)題,因此更有利于電子的轉(zhuǎn)移,電荷效率較高,廢水中有機(jī)物的去除效率也較高。
鐵炭微電解技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展
在印染廢水處理中的應(yīng)用
鐵炭微電解技術(shù)作為一種新的廢水處理手段.初就是應(yīng)用于印染廢水的處理,并取得良好的效果。
印染廢水中的有機(jī)污染物主要來(lái)源于染料及染整添加劑,近年來(lái)由于印染技術(shù)的不斷進(jìn)步和有機(jī)合成染料新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn),使得印染廢水具有pH低,色澤深,毒性大,生物可降解性差等特點(diǎn)。
因此,鐵炭微電解用于印染廢水的處理體現(xiàn)出了其他工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分別對(duì)色度300倍,COD為602mg/L,pH為9.76和色度700倍,COD為1223mg/L,pH為5.76 的兩種不同的印染廢水進(jìn)行處理,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)鐵炭體積比為1:1,pH為3.0左右,反應(yīng)時(shí)間20~30 min時(shí),對(duì)色度的去除率能夠達(dá)到95%以上,同時(shí)COD的去除率能也能夠達(dá)到60~70%。
用鐵炭微電解法對(duì)印染廢水進(jìn)行處理,結(jié)果表明pH為3,接觸時(shí)間20~30 min,色度的去除率都能達(dá)到90%以上,COD去除率也能達(dá)到60%左右。
對(duì)于COD很高或者出水要求較高的印染,單純的用鐵炭微電解工藝處理并不能達(dá)到出水要求,常使之與其他的氧化處理工藝相結(jié)合,作為生物處理的預(yù)處理。
對(duì)原水COD為11000mg/L, pH為6,色度為8000倍的印染廢水采用鐵炭微電解法進(jìn)行預(yù)處理,當(dāng)鐵粉粒徑為18目,焦炭粒徑為2~4mm,鐵粉和焦炭比為1:1,水里停留時(shí)間為60~90min時(shí),脫色率達(dá)到了90%以上,BOD/ COD 值從原來(lái)的0.23 提高到0. 59,大大提高了后續(xù)生物處理的COD去除率。
在造紙廢水處理中的應(yīng)用
造紙廢水主要來(lái)源于制漿過(guò)程中的蒸煮、清洗、篩分、漂白。
廢水中含有大量的木質(zhì)素等難以生物降解的物質(zhì),許多的造紙企業(yè)在經(jīng)過(guò)一級(jí)物化、二級(jí)生化處理后出水的CODCr、色度等各項(xiàng)排放指標(biāo)都不能達(dá)到國(guó) 家造紙工業(yè)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)用白腐菌-厭氧-好氧生物法處理造紙黑液的出水色度過(guò)高,而COD也不能達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象,利用鐵炭微電解反應(yīng)柱對(duì)出水進(jìn)行脫色與去除COD的研究,發(fā)現(xiàn)在常溫下,鐵炭質(zhì)量比2:1,初始pH值4.5~5.5 之間,反應(yīng)時(shí)間為30~40min,.終色度與COD 的去除率分別達(dá)到94.2%與68.9%,出水達(dá)到了行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。
采用強(qiáng)化的鐵炭微電解對(duì)制漿造紙二級(jí)出水進(jìn)行深度處理,在鐵炭微電解反應(yīng)體系中加入適量的H2O2,使電解產(chǎn)生的Fe2+與H2O2形成Fenton試劑,與鐵炭微電解協(xié)同作用,強(qiáng)化微電解反應(yīng)后用Ca(OH)2調(diào)節(jié)出水的pH值至中性,并與電解液中的Fe2+和Fe3+生成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮體,進(jìn)一步網(wǎng)捕水中的CODCr并去除了水中的Fe2+和Fe3以及SO42+等離子,使溶液的色度進(jìn)一步得到改善。
研究結(jié)果表明,當(dāng)溶液初始pH 值為3.0 、活性炭投加量8.0g/L、鑄鐵屑40.0g/L 、H2O2 7.17mmol/L 以及反應(yīng)時(shí)間60min, 用Ca(OH)2的投入量為8.0g/L時(shí),總CODCr和色度去除率分別達(dá)到75%和95%,達(dá)到了國(guó) 家造紙工業(yè)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB3544—2001)。
在焦化廢水處理中的應(yīng)用
目前我國(guó)對(duì)焦化廢水主要的處理工藝主要是A/O和A-A/O工藝,但是由于出水中含有高濃度的氨氮、高毒性的CN和以及難以生物降解的有機(jī)物等,對(duì)微生物均有抑制作用。
因此,有人利用微電解技術(shù)對(duì)A2/O進(jìn)水或者出水分別進(jìn)行預(yù)處理和深度處理,后使出水達(dá)到了國(guó) 家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
利用鐵炭微電解和Fenton試劑聯(lián)合氧化法對(duì)焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理的試驗(yàn)研究,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)法確定了.佳工藝條件,在鐵炭比為4,用量分別為300mg/L和75mg/L,H2O2的用量為1000mg/L,pH值為3,反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí),COD、NH3-N和CN-的去除率分別為61.2%、74%、56.2%和74.3%。
B/C比由0.189提高到0.387,大大降低了后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷并提高了生物處理的效率。
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(wèn)題是污染物種類(lèi)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。
在其他廢水處理中的應(yīng)用
除上述的之外,還有學(xué)者對(duì)含油廢水、垃圾滲濾液、高鹽度廢水等利用鐵炭微電解法進(jìn)行處理,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行研究和探討。
電話:13474025538 郵箱:1628070900@qq.com 地址:陜西省西安市高新區(qū)丈八街辦丈八五路高科尚都摩卡大廈6棟8層