電力儀器資訊:在難降解工業(yè)廢水的處理技術(shù)中，由于廢水的BOD5/CODcr低,且成分復(fù)雜，對(duì)微生物活性具有較強(qiáng)的抑制性，直接生化具有很大的難度,必須進(jìn)行強(qiáng)化 預(yù)處理,改變?cè)瓘U水的難生化性及分子結(jié)構(gòu),為此經(jīng)常會(huì)涉及到鐵碳微電解工藝及曝氣鐵碳微電解工藝進(jìn)行廢水的預(yù)處理,以提高廢水的可生化性,保證后繼生物工藝的進(jìn)行,保證出水達(dá)標(biāo)。
1反應(yīng)原理
微電解法是利用鐵屑和炭粒構(gòu)成原電池，通過微電場(chǎng)作用使帶電膠粒脫穩(wěn)聚集而沉降，并且新生態(tài)Fe2+和[H]與廢水中許多組分發(fā)生還原作用，破壞有機(jī)污染物的發(fā)色或助色基團(tuán)而使廢水脫色。
本質(zhì)利用金屬腐蝕原理,形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的良好工藝,又稱為內(nèi)電解法、零價(jià)鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法,是一項(xiàng)被廣泛研究與應(yīng)用的廢水處理技術(shù)。因其工藝簡(jiǎn)單、操作方便且可達(dá)到“以廢治廢”的目的,近年來受到廣泛重。
但是,大量研究結(jié)果表明,該法在應(yīng)用中存在諸多缺陷運(yùn)行一段時(shí)間后由于鐵的腐蝕,容易出現(xiàn)結(jié)塊和溝流,使處理效果降低同時(shí)鐵屑表面會(huì)生成一層金屬氧化物和氫氧化物膜,致使鐵屑鈍化,進(jìn)而導(dǎo)致微電解過程中斷,影響處理效果。當(dāng)將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時(shí)。
由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會(huì)形成無數(shù)個(gè)微原電池。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，在酸性充氧條件下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下：
陽極(Fe: Fe- 2e%26rarr Fe2+,
陰極(C : 2H++2e%26rarr 2[H]%26rarrH2,
從反應(yīng)中看出。
產(chǎn)生的了初生態(tài)的Fe2+和原子H，它們具有高化學(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、開環(huán)等作用。若有曝氣。
即充氧和防止鐵屑板結(jié)。還會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)：
O2+4H+ +4e%26rarr2H2O
O2+ 2H2O+ 4e%26rarr4OH-
2Fe2+ +O2+4H+%26rarr2H2O+ Fe3+。反應(yīng)中生成的OH-是出水pH值升高的原因。
而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH3 膠體絮凝劑, 可以有效地吸附、凝聚水中的污染物, 從而增強(qiáng)對(duì)廢水的凈化效果。2鐵碳微電解法的工藝特點(diǎn)
近年來。
微電解法在許多行業(yè)的廢水處理中都有大量應(yīng)用，工藝已日趨成熟。影響微電解處理效果的因素主要有廢水pH值、停留時(shí)間、處理負(fù)荷、鐵屑粒徑、鐵炭比、通氣量、微電解材料選擇及組合方式等，有的還會(huì)影響反應(yīng)的機(jī)理。
一般來說：
1入水pH值應(yīng)選偏酸性，可控制到3-6.5，酸性過強(qiáng)雖能促進(jìn)微電解的作用，但破壞了后續(xù)的絮凝體，且鐵的消耗量較大。
后續(xù)處理負(fù)荷重，產(chǎn)生鐵泥多。隨著微電解的進(jìn)行，廢水中的H+逐漸被消耗而導(dǎo)致pH值升高，從而使得微電解反應(yīng)趨于緩和。2停留時(shí)間也是影響微電解處理效果的重要因素。
其長(zhǎng)短直接關(guān)系到微電解反應(yīng)的進(jìn)程。一般處理效果隨停留時(shí)間延長(zhǎng)而提高，但當(dāng)?shù)竭_(dá)這一定時(shí)間后反應(yīng)基本停止，且量停留時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)帶來鐵消耗量大。
反色等不利因素，停留時(shí)間不足則反應(yīng)不完全。不同的廢水其污染物不同，所需反應(yīng)時(shí)間也差異很大。。因此，針對(duì)某種特定的廢水，其水力停留時(shí)間應(yīng)通過試驗(yàn)確定。
3對(duì)填料進(jìn)行曝氣有利于某些物質(zhì)的氧化，也增加對(duì)鐵屑的攬動(dòng)，減少結(jié)塊，丑能及時(shí)去除鐵屑表面沉積的鈍化膜，還可增加出水的絮凝效果。
但曝氣量過大也影響廢水與鐵屑的接觸時(shí)間，使有機(jī)物去除率降低。而在中性條件下曝氣一方面供氧，促進(jìn)陽極反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面也起到攪拌。
震蕩的作用，減弱濃差極化，加速電極反應(yīng)的進(jìn)行。4向體系中加入催化劑(如金屬氧化物CuO，Mn02、A120，等能改進(jìn)陰極的電極性能。
提高其電化學(xué)活性，效果顯著。鹽類(婦氯化鈉，氯化氨的存在由于提高了廢水的電導(dǎo)率也有助于電解反應(yīng)的進(jìn)行。5合適的填料鐵炭比例可使填料在廢水中形成的微電池?cái)?shù)量最大化。
從而達(dá)到最佳處理效果。一般鐵炭質(zhì)量比可控制在一定范圍內(nèi).0.5-30:1之間，針對(duì)不同的生產(chǎn)廢水，合適的鐵炭質(zhì)量比能達(dá)到不同的處理效果。6填料粒徑越小。
它的比表面積就越大，在廢水中形成的微電池?cái)?shù)量也越多，微電解反應(yīng)的速度就越快.對(duì)廢水的處理效果就越好。但在實(shí)際工程中，采用小的填料粒徑會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的填料板結(jié)問題。
綜合考慮、最好使用填料粒徑在10-20之間的鐵粉。經(jīng)一般鐵粉來源困難，廣泛使用的是工廠的廢鑄鐵屑。7 微電解出水的后處理中和沉降的pH值。一般微電解出水中不可避免會(huì)含有一定濃度的亞鐵離子。
不僅干擾CODcr的測(cè)定，還會(huì)帶來反色等不利因索，故應(yīng)設(shè)法除去。目前廣泛使用的加堿混凝法就是加入堿溶液使亞鐵離子沉淀為墨綠色的Fe(OH2而除去。有資料報(bào)道。
中和沉降適宜的pH值為8-8 5。理論計(jì)算亞鐵離子完全沉淀的pH值為8.95，一般應(yīng)調(diào)節(jié)pH值為9以上。8材料選擇,不同成分。
不同雜質(zhì)的材料反應(yīng)活性不同，故對(duì)應(yīng)的處理效果差異較大。一般陽極材料采用鑄鐵屑，小碎鐵塊、鑄鋁屑、鍋臺(tái)金等，陰極材料則采用焦炭、活性炭、石墨、煤粉等。
故可進(jìn)行很多搭配。3微電解工藝處理運(yùn)用實(shí)例
由于微電解過程包含了氧化還原、電附集、物理吸附、絮凝沉降以及鐵作為催化劑的多種作用。而不同的廢水成分差異很大。
不同的有機(jī)物其降解難易程度不同，因此對(duì)應(yīng)的微電解工藝參數(shù)也差異很大。下面列舉幾種微電解處理的運(yùn)用實(shí)例：
1偶氮染料廢水
張宗恩等選用上海某染料廠總排水口的廢水為實(shí)驗(yàn)水樣。研究結(jié)果表明：經(jīng)微電解處理后。
廢水色度去除率達(dá)95%，CODcr去除率達(dá)40%，并指出脫色機(jī)理主要是基于還原作用，使偶氮鍵-N=N-斷裂，從而破壞整個(gè)偶氮染料分子的共軛發(fā)色體系。
到達(dá)脫色的目的。偶氮分子的結(jié)構(gòu)對(duì)還原作用也有一定影響。2分散染料廢水
分散染料是疏水性較強(qiáng)的非離子型染料。這種廢水具有污染物濃度高、色度高、酸堿度高、毒性大的特點(diǎn)。
因而處理難度大。大連染料廠的分散芷青等6種廢水是由24股不同工序產(chǎn)生的廢水組成，COD高達(dá)1000mg/L，色度8000倍。
BOD5/COD<0.18，不能直接生化處理，化學(xué)絮凝、化學(xué)氧化法不能有效處理。薛大明等采用微電解法對(duì)該廢水進(jìn)行處理。研究結(jié)果：高濃度分散染料廢水經(jīng)三級(jí)微電解處理后。
廢水色度去除率達(dá)97.5%，CODcr去除率達(dá)64.4%，BOD5/COD上升為0.302，大大提高了可生化性。3印染廢水
劉興旺通過對(duì)鐵屑進(jìn)行改性。
并與其他一些活性填料助劑結(jié)合使用處理印染廢水，研究結(jié)果表明：該法可以大大提高鐵屑對(duì)廢水的處理效果。改性后的脫色率及COD去除率比單純的鐵屑提高20%%26mdash30%，延長(zhǎng)使用壽命1.5%26mdash1.8倍。
4含酚廢水
張?zhí)靹俚葘?duì)微電解法處理含酚廢水進(jìn)行了研究，分析了該法處理含酚廢水的原理和各種因素對(duì)處理效果的影響，廢水來自天津市化工廠苯酚車間蒸餾工段。
為略帶渾濁的無色液體，pH值為6-7，酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-10%。在最佳條件下，處理前酚濃度為285.6mg/L，處理后為0.625mg/L。
脫色率達(dá)99.8%。對(duì)高質(zhì)量濃度的含酚廢水，微電解法處理能收到很佳的效果。5DDNP廢水
DDNP廢水中主要污染物是二硝基重氮酚，它作為主要的起爆炸藥而廣泛應(yīng)用于各種火工行業(yè)。
這種廢水染色深，成分復(fù)雜。馬曉龍等采用微電解對(duì)DDNP廢水進(jìn)行脫色處理，大量實(shí)驗(yàn)表明：廢水起始pH控制在2.5左右，脫色率達(dá)95%以上。
該法優(yōu)于絮凝法和吸附法，投資少，設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。6制藥廢水
皺振揚(yáng)等應(yīng)用微電解法處理四環(huán)素制藥廢水時(shí)，向Fe-C體系中加入一定量的Mn2+、Zn2+。
其原理是Mn2+、Zn2+吸附在活性炭表面上，可能有一定催化氧化有機(jī)物。
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