铁碳填料微电解工艺原理技术分析

铁碳填料微电解工艺是20世纪70年代应用到废水治理中的,而我国从20世纪80年代开始这一领域的研究,也已有不少文献报道。特别是近几年来,进展较快,在印染,造纸,电镀,石油化工废水以及含砷,含氰废水治理方面相继有运行报道。

在难降解工业废水的处理技术中,由于废水的BOD5/CODcr低,且成分复杂,对微生物活性具有较强的抑制性,直接生化具有很大的难度,必须进行强化预处理,改变原废水的难生化性及分子结构,因此会涉及到铁碳微电解工艺及曝气铁碳微电解工艺进行废水的预处理,以提高废水的可生化性,保证后继生物工艺的进行,保证出水达标。
1,微电解反应原理

微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后,设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H] ,Fe2 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用；生成的Fe2 进一步氧化成Fe3 ,它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量吸附水中分散的微小颗粒,金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学,氧化- 还原,物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广,处理效果好,成本低廉,操作维护方便,不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度,提高废水的可生化性,同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。

当将yklc铁碳填料浸没在酸性废水中时,由于铁和碳之间的电极电位差,废水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极,电位高的碳成为阴极,在酸性充氧条件下发生电化学反应,其反应过程如下：

阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2 ,

阴极(C) : 2H 2e→ 2[H]→H2,

从反应中看出,产生的了初生态的Fe2 和原子H,它们具有高化学活性, 能改变废水中许多有机物的结构和特性, 使有机物发生断链,开环等作用。若有曝气,即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应：

O2 4H 4e→2H2O;

O2 2H2O 4e→4OH-;

2Fe2 O2 4H →2H2O Fe3 。

反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因,而由Fe2 氧化生成的Fe3 逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3 胶体絮凝剂, 可以有效地吸附,凝聚水中的污染物, 从而增强对废水的净化效果。

（1）开环,断链,提高可生化性及脱色：有机物参与阴极的还原反应,使官能团断链降解,COD降低,废水的可生化性(B/C值)提高,同时有机物双键或其他共轭键断开后,发色基团减少,降低了废水色度。

（2）除杂原子（如硫,磷,卤等）：含杂原子（如S）有机物经开环,断链及进一步反应后,杂原子转化为无机物（如硫化氢,硫化钠等）,zui终与铁反应生成生成硫化铁沉淀得以去除。

（3）除重金属离子：例如铜离子等,与铁碳材料反应后,铜被置换截留于填料上,从废水中分离,得以净化。六价铬在酸性条件下,经铁碳处理,还原为三价铬,出水调PH至7-8,生成沉淀分离去除。

（4）破乳：废水的胶体粒子和微小分散的污染物受电场作用,产生电泳现象,向相反电荷的电极移动,并聚集在电极上形成聚集体（如微小油粒聚集成油滴上浮）与水分离。

（5）混凝：阳极反应后生成的新生态Fe3 /Fe2 经碱（石灰）中和生成新鲜的Fe(OH)3絮体,具有*的吸附能力,将废水中污染物吸附,凝聚分离,使水得以澄清。

（6）加成断链提高可生化性：阴极生成的氢,具有很强的加成还原作用,可与长链,环状大分子有机物反应,将有机物断链分解,提高废水的可生化性。

以上作用可以对化工废水等水质复杂,含多种有毒有害物质化学物质的工业废水zui终无害化处理具有净化作用。