铁炭微电解高浓度污水处理

一、铁碳微电解的介绍和鉴别方法1、什么是铁碳微电解：指铁和碳在电解液中自发产生微弱电流，分解废水中污染物的污水处理过程。当铁屑和碳颗粒浸入酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差(0.917V)，废水中将形成无数的微原电池。这些微孔以低电位的铁为阳极，高电位的碳为阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。反应中产生的大量新生态Fe2和新生态H具有极高的化学活性，可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。铁碳微电解工艺集氧化、还原、电沉淀、絮凝、吸附、架桥、吹扫和共沉淀于一体。2.铁-碳微电解的最佳酸碱度范围是多少？铁炭微电解的最佳酸碱度范围为3-4。在此酸碱度范围内，高温烧结铁碳微电解填料的年消耗量为10%-15%(有些厂家会说他们的填料适用于酸碱度为5-7的范围，这不符合铁碳微电解的反应原理，所以这种填料处理废水的主要原理是活性炭在铁碳中的吸附，而不是通过真正的微电解反应原理达到处理效果)。3.铁碳微电解工艺的优势：本发明具有适用范围广、处理效果好、成本低、操作维护方便、无需消耗电力资源、反应速度快、处理效果稳定、无二次污染、提高废水可生化性、化学沉淀除磷、重金属还原除磷、生物处理预处理、污泥沉淀和生物膜形成的优点。目前，成熟的行业有：化工、制药、染料、颜料、橡胶添加剂、酚醛树脂、电镀、电路板、垃圾渗滤液、印染、煤化工等。4.在反应过程中，铁和碳去了哪里？高温烧结铁碳微电解填料中铁和碳不是以大颗粒的形式存在，而是以整体结构的形式存在。反应中的铁变成二价铁离子，存在于废水中，并通过随后的絮凝沉淀。碳会随着铁的溶解而脱落，脱落后极细的碳颗粒会吸附污染物，进入沉淀池絮凝沉淀。5、什么是高温烧结铁碳微电解填料：高温烧结铁碳微电解填料是由铁粉、碳粉、催化剂等成分在高温(1300以上)下熔化而成的整体合金结构，因此填料具有很强的物理强度(600kg/cm2)；框架式微孔结构为微电解反应提供了大的比表面积和均匀的水蒸气通道，为废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。6.如何区分铁碳微电解填料是否在高温下烧结：通过打浆或相关试验：高温烧结的微电解填料不易破碎。非高温烧结微电解填料即使破碎也很容易破碎。孔隙率检测，可投入水中查看气泡产生量：高温烧结微电解填料具有真正的孔隙率，孔隙率达到65%，投入水中后气泡量大、均匀、持久；该单元填料具有很强的污水处理能力。该非高温烧结微电解填料投入水中后几乎没有孔隙，几乎没有气泡。单元填料污水处理能力弱。无论是真正的合金结构：用砂纸打磨填料后，还是用模切机切割填料后，高温烧结的铁碳微电解填料具有明显的金属光泽，是真正的合金结构。非高温烧结铁碳微电解填料被抛光或模切，合金结构的金属光泽每天都出现铁碳分离。7、为什么要选择高te选择高温烧结的铁碳微电解填料是保证微电解过程正常运行的关键。高温烧结的铁碳微电解填料在使用过程中不会硬化或钝化。其1000kg/cm2的物理强度足以承受20m水柱的压力和酸性废水对填料的侵蚀，不会因水柱的压力和酸性废水对非高温烧结铁碳填料的侵蚀而被压碎、钝化或硬化。因此，必须选择高温烧结的铁碳微电解填料。8.为什么高温烧结的铁碳微电解填料不需要更换？铁和碳是同时消耗的，填料中铁和碳的比例没有变化，所以填料在反应过程中的消耗只是数量上的变化，而不是质量上的变化。因此，随着填料的消耗，只需要添加新的填料。在进水酸碱度为3 4的条件下，高温烧结铁碳微电解填料年消耗量为10% 15%。二。铁碳微电解在废水处理中的研究进展及应用现状1.铁碳微电解的机理1.1、微电解工作原理：一般原理：铁碳微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和碳浸入电解液时，铁和碳之间的电极电位差为1.2V，从而形成无数的微电池系统，在其作用空间形成电场。阳极反应产生的新型生态二价铁离子具有很强的还原能力，可以还原一些有机物，并打开一些不饱和基团(如羧基COOH和偶氮-N=N-)的双键，从而将一些难降解的环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物，提高生物降解性。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较高的吸附絮凝活性。调节废水的酸碱度可以使铁离子变成絮状的氢氧化物沉淀，吸附废水中的悬浮或胶体颗粒和有机聚合物，进一步降低废水的色度，并去除一些有机污染物来净化废水。阴极反应产生了大量新的生态H和O。在酸性条件下，这些活性组分可以与废水中的许多组分发生氧化还原反应，导致有机大分子的断链降解，从而消除有机废水的色度，提高废水的可生化性。铁-碳原电池反应；阳极：Fe-2efe2e(Fe/Fe2)=0.44伏阴极：2H 2eH2 E(H/H2)=0.00伏在氧气存在下，阴极反应如下：O2 4H 4E2H2O E(O2)=1.23伏O2 2H2O 4e4OH-E(O2/OH-)=0.41伏1.2。一般的微电解反应是铁原子和碳原子相互靠近或分离，形成原电池反应。这种铁碳接触不利于电子转移，且电荷效率低，因此废水中有机物的去除效率普遍较低。同时，铁碳一旦分层，将更不利于有机物的去除。1.3。铁碳包合微电解反应是铁原子和碳原子相互包合形成的原电池反应。这种铁-碳接触不存在铁和碳之间的分层问题，更有利于电子的转移，对废水中的有机物具有更高的荷电效率和去除效率。2.铁碳微电解技术在废水处理中的应用进展2.1。在印染废水处理中的应用铁碳微电解作为一种新的废水处理方法，最初应用于印染废水的处理，取得了良好的效果。印染废水中的有机污染物主要来自染料和染整添加剂。近年来，由于印染技术的不断进步和有机合成染料新产品的不断涌现，印染废水具有pH值低、颜色深、毒性大、可生化性差等特点。因此，铁碳微电解在印染废水处理中显示出其他工艺无法比拟的优势。通过实验，两种不同印染废水的色度为300倍，化学需氧量为602毫克/升，酸碱度为采用铁碳微电解法处理印染废水。结果表明，在pH 3，接触时间20 30 min时，色度和COD的去除率分别达到90%和60%以上。对于高COD或高出水要求的印染，简单的铁碳微电解工艺无法满足出水要求。它通常与其他高级氧化工艺结合作为生物处理的预处理。采用铁碳微电解法对原水化学需氧量为11000毫克/升、酸碱度为6、色度为8000倍的印染废水进行预处理。当铁粉粒度为18目，焦炭粒度为2 4 mm，铁粉与焦炭的比例为1: 1，在水中停留时间为60 90 min时，脱色率达到90%以上，生化需氧量/化学需氧量值由0.23提高到0。59，大大提高了后续生物处理的化学需氧量去除率。2.2。在造纸废水处理中的应用造纸废水主要来自制浆过程中的蒸煮、清洗、筛选和漂白。废水含有大量木质素和其他难以生物降解的物质。许多造纸企业经过一级物化和二级生化处理后，造纸工业水污染物的排放达不到国家一级标准CODCr。针对白腐菌-厌氧-好氧生物法处理后的黑液出水色度过高，化学需氧量达不到标准的现象，研究了铁碳微电解反应柱对废水的脱色和化学需氧量的去除。结果表明，常温下，铁碳质量比为2:1，初始pH值为4.5-5.5，反应时间为30-40 min，最终色度和COD去除率分别达到94.2%和68.9%，出水符合行业排放标准。采用强化铁炭微电解对制浆造纸二级出水进行深度处理，在铁炭微电解反应体系中加入适量的H2O2，使电解产生的Fe2和H2O2形成芬顿试剂，强化微电解反应后，芬顿试剂和铁炭微电解协同用氢氧化钙将出水的酸碱度调节至中性，铁氢氧化物和铁氢氧化物絮体在铁氢氧化物和铁氢氧化物中生成水中的CODCr被进一步过滤，水中的Fe2、Fe3和SO42等离子体被去除，进一步改善了溶液的颜色。结果表明，当溶液初始酸碱度为3.0，活性炭投加量为8.0g/L，铸铁粉尘投加量为40.0g/L，双氧水投加量为7.17 mmol/L，反应时间为60分钟，氢氧化钙投加量为8.0g/L时，总CODCr和色度去除率分别达到75%和95%，达到造纸工业水污染物排放国家一级标准(GB35442001)。2.3。在焦化废水处理中的应用目前，我国焦化废水的主要处理工艺主要是厌氧和厌氧工艺。然而，由于氨氮浓度高，氯化萘毒性大，有机物难以生物降解，出水对微生物有抑制作用。因此，有人采用微电解技术分别对A2/O进水或出水进行预处理和深度处理，最终出水达到国家一级排放标准。对铁碳微电解-芬顿试剂组合氧化法预处理焦化废水进行了实验研究。通过单因素实验确定了最佳工艺条件。当铁碳比为4，投加量分别为300毫克/升和75毫克/升，H2O2投加量为1000毫克/升，酸碱度为3，反应时间为20分钟时，化学需氧量、氨氮和氯化萘的去除率分别为61.2%、74%、56.2%和74.3%。生物碳比从0.189提高到0.387，大大降低了后续生物处理的有机负荷，提高了生物处理效率。2.4。在制药废水处理中的应用目前，制药废水处理面临的主要问题是污染物种类多、浓度高、成分复杂、冲击负荷大、部分废水中抗生素的存在抑制了生化处理过程中微生物的生长、可生化性差、色度高等特点。工程实践表明，铁碳微电解法对各种成分的制药废水的化学需氧量和色度有很好的去除效果，而生物活性炭有所提高。2.5。在其他废水处理中的应用除了上述，还有学者w印刷电路板废水含有大量的水、多种污染物和复杂的成分。它含有多种络合剂(螯合剂)，如氨、乙二胺四乙酸、酒石酸等。并且与重金属离子如铜形成稳定的络合物，这严重影响重金属如铜的处理并且难以处理。就多氯联苯络合废水处理而言，去除络合物成为去除铜等重金属的关键。1.铁碳微电解处理印刷电路板复合废水的原理：复合重金属废水在微电解反应器中发生微电解反应和置换反应；阳极(铁):铁- 2e Fe2阴极(C) : 2H 2e 2HH2一方面，微电解反应产生新的生态氢和亚铁，它们可