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纯水设备知识储备:铁炭微电解高浓度污水处理

来源:纯水设备      2018/8/20 9:22:08      点击:

纯水设备http://www.tjxqcs.com】什么是铁碳微电解:是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废水处理过程。纯水设备

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(0.9 ~ 17V),在废水中形成了大量的微细胞。这些微电池以低电位铁为阳极,高电位碳为阴极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。应产生的大量初步生态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,使有机物打破链条、打开环。工业纯水设备

铁碳微电解过程是氧化、还原、电沉淀、絮凝、吸附、桥接、扫描、共沉淀的综合过程。

2。铁碳微电解的最佳PH范围是多少?

铁碳微电解最佳使用PH值范围是3 ~ 4,PH值范围内,高温烧结的铁碳微电解填料消费10% ~ 15%(个别厂家会说他们包装5 ~ 7PH值范围,它不符合铁碳微电解反应原理,所以这种包装的主要原则废水处理的活性炭吸附铁碳,不通过真正的微电解反应原理来处理效果)

3所示。fe碳微电解工艺的优点:

适用范围广,处理效果好,成本低,操作和维护方便,不需要消耗电力,快速响应和稳定的治疗效果,不造成二次污染,提高废水可生化、化学沉淀除磷可以实现,可以通过减少除重金属外,还可以用作生物预处理,有利于解决污泥和生物膜。目前成熟的行业有:化工、医药、染料、颜料、橡胶、酚醛树脂、电镀、线路板、垃圾渗滤液、印染、煤化工等。

4所示。在反应过程中铁和碳到哪里去了?

在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,而是以骨料结构的形式存在。在反应过程中,废水中存在着铁转化为二价铁离子的过程,并通过后续的絮凝沉淀。当铁溶解时,极细的碳颗粒将污染物吸附到沉淀池中,通过絮凝沉淀。

5。什么是高温烧结铁碳微电解填料: 实验室纯水设备

高温烧结铁碳微电解填料是铁粉和碳粉、催化剂在高温(1300)熔化合金结构形式的集成,所以体力坚固的包装(600公斤/平方厘米)或更高;框架的微孔结构为微电解反应提供了较大的比表面积和均匀的水气通道,为废水处理提供了更高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高温烧结:

经打浆或相关试验:高温烧结微电解填料不易断裂。非高温烧结微电解填料很容易断裂,甚至在跌落时断裂。

在水中可以发现孔隙度检测,可以看到气泡的产生:高温烧结的微电解填料具有真实的孔隙度,孔隙度达到65%。抛入水中后,气泡量大、均匀、持久。单元填料具有较强的污水处理能力。摘要非高温烧结微电解填料在加入水中后几乎没有气孔和气泡。单元填料具有较弱的污水处理能力。纯水设备

无论是真正的合金结构:经砂纸打磨后还是用模切机切割后,高温烧结铁碳微电解填料具有明显的金属上光,是真正的合金结构。非高温烧结的铁碳微电解填料经抛光或模切后,合金结构的金属光泽日增,铁碳分离。

7所示。为什么选择高烧结温度的铁碳微电解填料:

在高烧结条件下选择铁碳微电解填料是保证微电解工艺正常运行的关键。高温烧结的铁碳微电解填料在使用过程中不会变硬,形势的钝化,体力的1000公斤/平方厘米至20米水柱压力和酸性废水侵蚀的填充物,不会出现高温烧结铁碳填充水柱压力和酸性废水侵蚀和破碎、钝化和变硬,因此必须选择高温烧结铁炭微电解填料。

8。为什么不需要更换高烧结铁的碳微电解填料: 实验室纯水设备

铁和碳是同时消耗的,铁和碳在填料中的比例没有变化,所以填料在反应过程中的消耗只是数量的变化,而不是质量的变化。所以随着填充剂的消耗,只需添加新的填充剂。在水PH3 ~ 4的情况下,高烧结铁碳微电解填料的年耗量为10% ~ 15%

2。铁碳微电解在污水处理中的研究进展及应用现状

1。铁碳微电解机理

1.1微电解的工作原理:

一般原理:铁碳微电解是在原电池电化学反应的基础上进行的。当铁和碳浸入电解质溶液时,FeC之间存在1.2v的电极电位差,从而形成了大量的微电池系统,在它们工作的空间内形成电场。新生态二价铁离子产生的阳极反应有很强的还原能力,这可以减少一些有机物和开放一些不饱和的双键团体(如羧基-羧基偶氮- N = N -),从而使一些环形和长链有机物难以降解成小分子容易生物降解,提高生物降解能力。此外,二价和三价铁是一个很好的絮凝剂,特别是新生儿二价铁离子有更高的吸附-絮凝活性,调节pH值的废水可以使氢氧化铁絮状物,吸附污水中悬浮或姿势微粒和有机高分子胶,可以进一步降低废水的阴影,同时去除废水中的有机污染物的一部分是确保。阴极反应产生大量新的生态[H][O]。在微酸性条件下,这些活性组分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裂链降解,从而消除了有机废水的色度,提高了废水的生物降解性。

铁炭原电池反应:

阳极:Fe - 2e Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V

阴极:2H+ + 2e H2 E (H+/H2) = 0.00V

当有氧存在时,阴极反应如下:

O2 + 4H+ + 4e 2H2O E (O2) = 1.23V

O2 + 2H2O + 4e 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V

1.2、一般微电解反应为:铁原子与炭原子是紧挨着或分开而形成原电池反应。这种铁炭接触不利于电子的转移,电荷效率较低,因此废水中有机物的去除效率一般也较低。同时当铁炭一旦分层将更不利于有机物的去除。

1.3、铁炭包容式微电解反应为:铁原子与炭原子是相互包容组成架构而形成的原电池反应。这种铁炭接触不存在铁与炭的分层问题,因此更有利于电子的转移,电荷效率较高,废水中有机物的去除效率也较高。

2、 铁炭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纯水设备

铁炭微电解技术作为一种新的废水处理手段最初就是应用于印染废水的处理,并取得良好的效果。印染废水中的有机污染物主要来源于染料及染整添加剂,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出现,使得印染废水具有pH,色泽深,毒性大,生物可降解性差等特点。因此,铁炭微电解用于印染废水的处理体现出了其他工艺不可比拟的优势。

经过试验分别对色度300倍,COD602mg/LpH9.76和色度700倍,COD1223mg/LpH5.76 的两种不同的印染废水进行处理,研究发现,当铁炭体积比为11pH3.0左右,反应时间2030 min时,对色度的去除率能够达到95%以上,同时COD的去除率能也能够达到60~70%

用铁炭微电解法对印染废水进行处理,结果表明pH3,接触时间2030 min,色度的去除率都能达到90%以上,COD去除率也能达到60%左右。

对于COD很高或者出水要求较高的印染,单纯的用铁炭微电解工艺处理并不能达到出水要求,常使之与其他的高级氧化处理工艺相结合,作为生物处理的预处理。对原水COD11000mg/L, pH6,色度为8000倍的印染废水采用铁炭微电解法进行预处理,当铁粉粒径为18目,焦炭粒径为24mm,铁粉和焦炭比为11,水里停留时间为6090min时,脱色率达到了90%以上,BOD/ COD 值从原来的0.23 提高到0. 59,大大提高了后续生物处理的COD去除率。实验室纯水设备

2.2、在造纸废水处理中的应用

造纸废水主要来源于制浆过程中的蒸煮、清洗、筛分、漂白。废水中含有大量的木质素等难以生物降解的物质,许多的造纸企业在经过一级物化、二级生化处理后出水的CODCr、色度等各项排放指标都不能达到国家造纸工业水污染物排放一级标准。

针对用白腐菌-厌氧-好氧生物法处理造纸黑液的出水色度过高,而COD也不能达标的现象,利用铁炭微电解反应柱对出水进行脱色与去除COD的研究,发现在常温下,铁炭质量比2:1,初始pH4.5~5.5 之间,反应时间为30~40min,最终色度与COD 的去除率分别达到94.2%68.9%,出水达到了行业排放标准。

采用强化的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+H2O2形成Fenton试剂,与铁炭微电解协同作用,强化微电解反应后用Ca(OH)2调节出水的pH值至中性,并与电解液中的Fe2+Fe3+生成Fe(OH)2Fe(OH)3絮体,进一步网捕水中的CODCr并去除了水中的Fe2+Fe3以及SO42+等离子,使溶液的色度进一步得到改善。研究结果表明,当溶液初始pH 值为3.0 、活性炭投加量8.0g/L、铸铁屑40.0g/L H2O2 7.17mmol/L 以及反应时间60min, Ca(OH)2的投入量为8.0g/L时,总CODCr和色度去除率分别达到75%95%,达到了国家造纸工业水污染物排放一级标准(GB35442001)

2.3、在焦化废水处理中的应用纯水设备

目前我国对焦化废水主要的处理工艺主要是A/OA-A/O工艺,但是由于出水中含有高浓度的氨氮、高毒性的CN和以及难以生物降解的有机物等,对微生物均有抑制作用。因此,有人利用微电解技术对A2/O进水或者出水分别进行预处理和深度处理,最后使出水达到了国家一级排放标准。利用铁炭微电解和Fenton试剂联合氧化法对焦化废水进行预处理的试验研究,通过单因素实验法确定了最佳工艺条件,在铁炭比为4,用量分别为300mg/L75mg/LH2O2的用量为1000mg/LpH值为3,反应时间为20min,CODNH3-NCN-的去除率分别为61.2%74%56.2%74.3%B/C比由0.189提高到0.387,大大降低了后续生物处理的有机负荷并提高了生物处理的效率。

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、浓度高且成分复杂,冲击负荷大,部分废水中抗生素的存在抑制生化处理时微生物的生长,可生化性差,色度高等特点。

工程实践表明,铁炭微电解法对各种成分的制药废水COD、色度都具有较好的去除效果,同时B/C有所提高。工业纯水设备

2.5、在其他废水处理中的应用

除上述的之外,还有学者对含油废水、垃圾渗滤液、高盐度废水等利用铁炭微电解法进行处理,并对结果进行研究和探讨。

三、PCB络合废水与铁炭微电解工艺

印制电路板(PCB)废水水量大,废水污染物种类多,成分复杂,含多种络合剂(螯合剂)如氨、EDTA、酒石酸根等,与铜等重金属离子形成稳定的络合物,严重影响铜等重金属的处理,处理难度大。就PCB络合废水处理而言,络合物的破除成为铜等重金属去除的关键。

1、 利用铁炭微电解法处理PCB络合废水原理:纯水设备

络合重金属废水在微电解反应器内发生微电解反应和置换反应:

阳极(Fe): Fe- 2e Fe2+

阴极(C) : 2H++2e 2[H]H2

一方面,微电解反应产生新生态的氢和亚铁,能与水中的许多物质发生氧化还原反应,破坏络合物的结构,使其失去或降低与铜等重金属的络合能力,同时新生的Fe(OH)2Fe(OH)3具有较高的絮凝、吸附活性,能吸附水中的分散小颗粒及有机分子而絮凝沉降下来,使废水进一步净化。另一方面,铁能与废水中的铜进行置换反应,铁把络合铜中的铜置换出单质铜。

2、 特点

铁炭微电解法具有适用范围广,处理效果好,适用寿命长,成本低廉,操作方便等优点,已在PCB络合废水处理中得到广泛应用。更多环保及纯水处理设备资讯请关注皙全苏州水设备网。