電化學(xué)反響的氧化復(fù)原。
鐵屑對(duì)絮體的電附集和對(duì)反響的催化作用。電池反響產(chǎn)品的混凝，新生絮體的吸附和床層的過濾等作用的歸納效應(yīng)的成果。其間首要作用是氧化復(fù)原和電附集，廢鐵屑的首要成分是鐵和碳，當(dāng)將其浸入電解質(zhì)溶液中時(shí),因?yàn)镕e和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會(huì)構(gòu)成許多的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場，陽極反響生成許多的Fe2+進(jìn)入廢水,進(jìn)而氧化成Fe3+,構(gòu)成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反響發(fā)作許多新生態(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)作氧化復(fù)原反響,使有機(jī)大分子發(fā)作斷鏈降解,然后消除了有機(jī)物特別是印染廢水的色度,進(jìn)步了廢水的可生化度,且陰極反響耗費(fèi)了許多的H+生成了許多的OH-,這使得廢水的pH值也有所進(jìn)步。
當(dāng)廢水與鐵碳觸摸后發(fā)作如下電化學(xué)反響:
陽極:Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4
陰極:2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V
當(dāng)有氧存在時(shí),陰極反響如下:
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有實(shí)驗(yàn)在鐵碳反響后加H2O2，陽極反響生成的Fe2+可作為后續(xù)催化氧化處理的催化劑,即Fe2+與H2O2構(gòu)成Fenton試劑氧化系統(tǒng)。陰極反響生成的新生態(tài)[H]能與廢水中許多組分發(fā)作氧化復(fù)原反響,損壞染料中間體分子中的發(fā)色基團(tuán)(如偶氮基團(tuán)),使其脫色。經(jīng)過鐵碳曝氣反響,耗費(fèi)了許多的氫離子,使廢水的pH值升高,為后續(xù)催化氧化處理創(chuàng)造了條件。
催化氧化原理 向廢水中投加適量的H2O2溶液與廢水中的Fe2+組成試劑,它具有極強(qiáng)的氧化才能,特別適用于難降解有機(jī)廢水的辦理。Fenton試劑之所以具有極強(qiáng)的氧化才能,是因?yàn)镠O被Fe催化分化發(fā)作•OH(羥基自由基)。
生化功能改善和色度去除的機(jī)理
微電解對(duì)色度去除有顯著的作用。這是因?yàn)殡姌O反響發(fā)作的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的復(fù)原才能,可使某些有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)硝基—NO2 、亞硝基—NO 復(fù)原成胺基—NH2 ,另胺基類有機(jī)物的可生化性也顯著高于硝基類有機(jī)物;新生態(tài)的二價(jià)鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的雙鍵翻開,使發(fā)色基團(tuán)損壞而除掉色度,使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分化成易生物降解的小分子有機(jī)物而進(jìn)步可生化性。此外,二價(jià)和三價(jià)鐵離子是杰出的絮凝劑,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)理廢水的pH 可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉積,吸附污水中的懸浮或膠身形的細(xì)小顆粒及有機(jī)高分子,可進(jìn)一步下降廢水的色度,同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。
微電解處理廢水自誕生以來，便引起國內(nèi)外環(huán)保研討學(xué)者的重視，并進(jìn)行了許多的研討!已有許多**和有用技能成果。*近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分敏捷，現(xiàn)已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗刷、印刷電路板出產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了杰出的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保作用。微電解工藝對(duì)廢水的脫色有杰出處理的作用，且以廢治廢，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，因而在我國將具有杰出的工業(yè)運(yùn)用遠(yuǎn)景。
現(xiàn)在國內(nèi)外微電解設(shè)備均是固定床，其特色是結(jié)構(gòu)簡略，推流性好，但存在不少有用性問題：一是功率不高，反響速度不快；二是床體易板結(jié)，構(gòu)成短路和死區(qū)；三是鐵屑彌補(bǔ)勞動(dòng)強(qiáng)度大。
內(nèi)電解法處理工業(yè)廢水中存在的問題
內(nèi)電解法對(duì)不同結(jié)構(gòu)，不同性質(zhì)的染料的作用機(jī)理各異，需進(jìn)一步探討脫色降污作用機(jī)理及*佳處理工藝。根據(jù)各類染料的特色，特別處理高濃度廢水時(shí)，需找出與混凝法、生化法、曝氣氧化法等合作的適合工藝，有用戰(zhàn)勝該法去除率偏低的缺陷。
在處理酸性廢水電化腐燭速率高而中性偏酸廢水電極吸附及新生鐵離子水解、絮凝作用好這對(duì)立。挑選有用催化劑、助劑使之能在較廣PH范圍內(nèi)發(fā)揮電化腐燭及絮凝吸附*佳作用。特別是在酸性廢水中，雖脫色率較高，但鐵溶出量大，污泥量亦大。要采納有用辦法盡量削減污泥量，減低污泥含水率以避免發(fā)作二次污染。
挑選適宜的鐵屑活化辦法，規(guī)劃合理的過濾床，處理鐵屑易鈍化、易結(jié)塊然后呈現(xiàn)溝流等壞處.進(jìn)步處理功率。
問題及對(duì)策
鐵床作為一種廢水處理設(shè)備，現(xiàn)在無論從理論上仍是從實(shí)踐上來講，都有待進(jìn)一步完善和改善。在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，常會(huì)呈現(xiàn)填料鈍化、板結(jié)以及出水“返色”等現(xiàn)象，這是在實(shí)踐工程中有必要妥善處理的問題。
1）關(guān)于填料鈍化問題
鐵床經(jīng)過一段時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)后，填料外表會(huì)構(gòu)成鈍化膜，廢水中的懸浮顆粒也會(huì)部分沉積在填料外表上，這樣就阻隔了填料與廢水的有用觸摸，導(dǎo)致鐵床處理作用下降。鐵床的運(yùn)轉(zhuǎn)周期應(yīng)經(jīng)過實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)確定，一般為20 d左右，浸洗活化時(shí)刻可選用2-3 h。
2）關(guān)于填料板結(jié)問題
鐵床填料的板結(jié)除了導(dǎo)致鐵床內(nèi)部廢水流態(tài)惡化致使處理作用下降外，還會(huì)使填料更換的難度大大添加。
經(jīng)過在鐵床填料中參加恰當(dāng)?shù)妮o料能夠有用避免填料呈現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，同時(shí)也有利于氣、液、固硯相充沛觸摸，進(jìn)步處理作用。輔料可選用X50聚乙烯多面空心球。
選用流化床設(shè)備也能較好地處理鐵床填料的板結(jié)問題。但高的出資費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用及操作辦理要求使此種設(shè)備的運(yùn)用遭到必定約束。
鐵碳內(nèi)電解柱運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)刻后,鐵屑易結(jié)塊,呈現(xiàn)溝流等現(xiàn)象,大大影響了處理作用?，F(xiàn)在吳全義等選用鐵屑高頻結(jié)孔技能可有用避免鐵屑結(jié)塊現(xiàn)象的發(fā)作,但此技能有待進(jìn)一步的研討和完善
選用鐵、炭流化床反響器對(duì)染料廢水進(jìn)行預(yù)處理,戰(zhàn)勝了固定床鐵炭反響器外表易鈍化、填料易結(jié)塊及運(yùn)轉(zhuǎn)作用隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻的延伸而逐步下降的缺乏。
在對(duì)反響器內(nèi)部結(jié)構(gòu)作恰當(dāng)調(diào)整后,能夠方便地將傳統(tǒng)的固定床工藝改造為流化床工藝。這樣,不僅可進(jìn)步預(yù)處理作用,并且大大方便了設(shè)備操作和運(yùn)轉(zhuǎn)辦理。
3）關(guān)于鐵床出水“返色”問題
一些染料廢水經(jīng)鐵床脫色后，在較短時(shí)刻內(nèi)呈現(xiàn)色彩逐步加深的現(xiàn)象。關(guān)于這種“返色”現(xiàn)象的原因，遍及認(rèn)同的觀點(diǎn)是:鐵床填料和廢水反響，損壞了染料分子的發(fā)色或助色基團(tuán)，但染料分子僅僅轉(zhuǎn)變成了無色的小分子有機(jī)物，依舊存在于廢水中，這些小分子有機(jī)物具有必定的逆反響趨勢(shì)。但經(jīng)過實(shí)驗(yàn)作者發(fā)現(xiàn)，關(guān)于一些類型的染料廢水，當(dāng)中和沉降pH值為8-8 . 5時(shí)，這種“返色”現(xiàn)象除表現(xiàn)在廢水色彩逐步加深外，廢水還會(huì)逐步變污濁，較長時(shí)刻靜置后，會(huì)呈現(xiàn)少數(shù)較深色彩的沉積物。經(jīng)剖析，此為Fe (OH)3沉積。這種現(xiàn)象很容易解釋:Fe2+被氧化成了Fe3+，而它們的水解產(chǎn)品Fe(OH )2和Fe(OH ) 3的溶度積常數(shù)相差1021倍以上。
基于以上剖析，作者認(rèn)為，F(xiàn)e2+末徹底去除會(huì)在必定程度上加劇這種“返色”現(xiàn)象。因而，處理鐵床出水“返色”問題，除應(yīng)考慮在后續(xù)處理工藝中徹底脫除發(fā)色母體外，還應(yīng)在中和沉降時(shí)調(diào)理pH值至9以上，使Fe2+徹底沉積或加人恰當(dāng)?shù)难趸瘎?如O2、H2O2和O3等)使Fe2+敏捷被氧化成Fe3+后以Fe (0H)3膠體方式析出。
4）鐵碳法通常是在酸性條件下進(jìn)行的,但酸性條件下,溶出的鐵屑量大,加堿中和時(shí)發(fā)作的沉積物多,添加了脫水工序的擔(dān)負(fù),并且廢渣的處理也成了問題?，F(xiàn)在一般將廢渣送至煉鐵廠處置或摻合制造建筑材料。
