微電解污水處理技術(shù)

1、定義：微電解是指低壓直流狀態(tài)下的電解，可以有效除去水中的鈣、鎂離子從而降低水 的硬度，同時(shí)電解產(chǎn)生可滅菌消毒的活性氫氧自由基和活性氯，且電極表面的吸附作 用也能殺死細(xì)菌。微電解填料在難降解工業(yè)廢水的處理技術(shù)中，微電解技術(shù)正日益受到重視，并已 在工程實(shí)際中。1廢水的鐵內(nèi)電解法的原理非常簡(jiǎn)單，就是利用鐵-碳顆粒之間存在著電位差 而形成了無數(shù)個(gè)細(xì)微原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵成為陰極，電位高的碳做陽極，在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。反應(yīng)的結(jié) 果是鐵受到腐蝕變成二價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。對(duì)內(nèi)電解反應(yīng)器的出水調(diào)節(jié) PH值到9左右，由于鐵離子與氫氧根作用形成了具有混凝作用的氫氧化亞 鐵，它

2、與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸，形成比較穩(wěn)定的絮凝物 （也叫鐵泥）而去除。為了增加電位差，促進(jìn)鐵離子的釋放，在鐵-碳床中加 入一定比例銅粉或鉛粉。如果要讓鐵碳床有分解有機(jī)大分子能力，一般需要加入過氧化氫，酸性 廢水與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子與過氧化氫形成Fenton試劑，生成 羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性能，將大部分的難降解的大分子有機(jī)物降解 形成小分子有機(jī)物等。同樣，反應(yīng)要在酸性的條件下才能進(jìn)行。根據(jù)工程 試驗(yàn)，鐵碳床微電解剛開始的效果很理想，特別是處理酸性的有機(jī)廢水。傳 統(tǒng)上微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵屑和木炭，使用前要加酸堿 活化，使用的過程中很容易鈍化板結(jié)，又因?yàn)殍F與炭

3、是物理接觸，之間很 容易形成隔離層使微電解不能繼續(xù)進(jìn)行而失去作用，這導(dǎo)致了頻繁地更換 微電解材料，不但工作量大成本高還影響廢水的處理效果和效率。另外， 傳統(tǒng)微電解材料表面積太小也使得廢水處理需要很長(zhǎng)的時(shí)間，增加了噸水 投資成本，這都嚴(yán)重影響了微電解工藝的利用和推廣。新型催化活性微電解填料有具有高電位差的金屬合金融合催 化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)冶煉生產(chǎn)而成，具有鐵炭一體化、 熔合催化劑、微孔架構(gòu)式合金結(jié)構(gòu)、比表面積大、比重輕、活性 強(qiáng)、電流密度大、作用水效率高等特點(diǎn)。作用于廢水，可高效去 除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩(wěn)定，可避免運(yùn)行 過程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。新型填料技術(shù)特點(diǎn)

4、：陰陽極及催化劑通過高溫冶煉形成鐵炭一體化，保證“原電池”效 應(yīng)持續(xù)作用。不會(huì)像鐵炭物理混合組配那樣容易出現(xiàn)陰陽極分離，影響原 電池反應(yīng)。填料通過高溫冶煉形成架構(gòu)式微孔合金結(jié)構(gòu)，比表面積大，活性強(qiáng)，不鈍化、不板結(jié)，陰陽極針對(duì)不同廢水進(jìn)行配比，對(duì)廢水處理提供了更大 的電流密度和更好的微電解反應(yīng)效果，反應(yīng)速率快，一般工業(yè)廢水只需要 30-60分鐘，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定有效。技術(shù)參數(shù)：比重：1.0噸/立方米，比表面積：1.2平方米/克，空隙率：65%， 物理強(qiáng)度：M1000KG/CM化學(xué)成分：鐵75-85%，碳10-20%，催化劑5%規(guī)格：1cm*3cm (大小可定制)新型活性催化微電解填料與傳統(tǒng)型微電解填

5、料對(duì)比：龍安泰新型微電解填料傳統(tǒng)填料物理結(jié) 構(gòu)多孔架構(gòu)式結(jié)構(gòu)，(微觀結(jié)構(gòu)見 上圖)，粒度10-30mm，比表面 積 1.2M2/g，比重 1.0g/cm3，提 供更大的電流密度和接觸面積， 效率更高，反應(yīng)時(shí)間縮短無規(guī)則，實(shí)心顆粒或粉末狀，單 位空間處理能力較低，比重約4. 0左右，需更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，易 形成溝流陰陽極合結(jié)合金結(jié)構(gòu)，陰陽極形成合金一體 化，“原電池“持續(xù)高效，填料 表面伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移更新快，鐵屑木碳物理混合，陰陽極很容 易被反應(yīng)生成物或水體夾雜物隔 離分開導(dǎo)使電池效率下降，直至 失去作用，最終導(dǎo)致填料鈍化板避免填料的鈍化結(jié)引入催 化劑針對(duì)不同廢水水體引入不同催 化劑，會(huì)降低廢水

6、有機(jī)污染物的 降解能，可使微電解對(duì)有機(jī)物的 降解效率更高，本填料針對(duì)不同 廢水引入了不同的及適量的催 化劑處理效 果一般反應(yīng)只需30-60分鐘，COD去除率30%-80%，穩(wěn)定運(yùn)行反應(yīng)需1小時(shí)以上甚至數(shù)小時(shí)， 反就效果不穩(wěn)定，容易鈍化失效使用成 本比重約1.0噸/立方，每方水處理成本約0.40.6 元。比重約3.54. 0噸/立方，不含 催化劑，約3000元/噸，約1.0 1.2萬元/立方，這還不包括篩分 出來的廢渣，如果加上篩分出的 廢渣成本，成本至少1.2萬元/每立方以上微電解反應(yīng)器微電解原理在難降解工業(yè)廢水的處理技術(shù)中，微電解技術(shù)正日益受到重視，并已 在工程實(shí)際中。廢水的鐵內(nèi)電解法的原理

7、非常簡(jiǎn)單，就是利用鐵-碳顆粒之 間存在著電位差而形成了無數(shù)個(gè)細(xì)微原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的 鐵成為陰極，電位高的碳做陽極，在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué) 反應(yīng)的。反應(yīng)的結(jié)果是鐵受到腐蝕變成二價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。對(duì)內(nèi)電解 反應(yīng)器的出水調(diào)節(jié)PH值到9左右，由于鐵離子與氫氧根作用形成了具有混 凝作用的氫氧化亞鐵，它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸，形成比 較穩(wěn)定的絮凝物（也叫鐵泥）而去除。為了增加電位差，促進(jìn)鐵離子的釋放 在鐵-碳床中加入一定比例銅粉或鉛粉。經(jīng)微電解后，BOD/COD升高了（指可生化性，這個(gè)比值越高越適合某些（包 括活性污泥法）方法處理污水，否則處理效果不好，處理率低

8、，就是污染物減 少量占處理前污染物總量，所以意義重大了），那是因?yàn)橐恍╇y降解的大分子被 碳粒所吸附或經(jīng)鐵離子的絮凝而減少。不少人以為微電解可有分解大分子能力， 可使難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生化的物質(zhì)，并搬出理論依據(jù)是“微電解反應(yīng)中 產(chǎn)生的新生態(tài)H可使部分有機(jī)物斷鏈，有機(jī)官能團(tuán)發(fā)生變化，。但用甲基澄和 酚做試驗(yàn)并沒有證實(shí)微電解有分解破化大分子結(jié)構(gòu)能力。如果要讓鐵碳床有分解有機(jī)大分子能力，一般需要加入過氧化氫，酸性 廢水與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子與過氧化氫形成Fenton試劑，生成 羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性能，將大部分的難降解的大分子有機(jī)物降解 形成小分子有機(jī)物等。同樣，反應(yīng)要在酸性的條件下

9、才能進(jìn)行。存在的問題根據(jù)工程試驗(yàn)，鐵碳床微電解剛開始的效果很理想，特別是處理酸性的 有機(jī)廢水，但運(yùn)行兩個(gè)月后，效果急劇下降。一方面，鐵泥堵塞，另一方 面炭也吸附飽和。反沖洗可減緩鐵泥堵塞，但解決不了效果下降問題，往往需要更換填料，而在在實(shí)際工程中更換填料工作量很大。另外，微電解大都是采用固定式的鐵碳床工藝，而鐵碳床的板結(jié)是一個(gè)非常令人頭痛的問題。有人稱他們的微電解技術(shù)可解決板結(jié)問題，只要 用固定床，板結(jié)遲早會(huì)發(fā)生，爆氣也沒多大用。要解決板結(jié)必須打破固定床，避免鐵泥堵塞。但問題是一旦打破固定床，鐵-碳兩種顆粒物接觸減弱，鐵氧化失去的電子難以流向碳，致使H離子在鐵顆粒得電子，產(chǎn)生的H2包著鐵顆粒，使其難于繼續(xù)氧化溶解。沒有 鐵的溶解，用微電解預(yù)處理廢水成為空話。現(xiàn)在不少環(huán)保設(shè)計(jì)單位開始試用流化床（fluidized bed system）代替 固定床（fixed-bed system ）的微電解，但流化床鐵和炭難以緊密接觸， 微電池回路差，反應(yīng)速度慢。因此，如果能解決流化床中鐵失去的電子流 向的問題，就不必用固定床，板結(jié)問題也就不會(huì)存在，鐵屑補(bǔ)充也方便。技術(shù)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)用品：燒杯、鋁片和鐵片（電極）、導(dǎo)線、直流電源、食鹽、 待處理的污水。實(shí)驗(yàn)步驟：在燒杯中注入污水，加入12 g食鹽，用鋁片作陽 極、鐵片作