普茵沃潤環保鐵碳微電解填料簡介

微電解法是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對廢水進行處理的良好工藝，又稱內電解法、鐵屑過濾法等。該法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等優點，并且不需消耗電力資源，使得該工藝技術自誕生開始，即在美、蘇、日等國家引起廣泛重視。該工藝是在20世紀7O年代應用到廢水治理中的，而我國從2O世紀8O年代開始這一領域的研究，但是當時存在填料板結的嚴重問題。因為板結問題該技術在當時沒有得以大范圍推廣。近年來，本公司通過高溫冶煉技術，將鐵碳融合為一體，形成一種新型的鐵碳微電解填料。這種鐵碳一體填料克服了板結的外在條件，使得微電解技術在近期進展較快，在印染廢水、電鍍廢水、線路板廢水、橡膠助劑廢水、有機硅廢水、雙氧水廢水、樹脂廢水、硝基苯廢水、苯胺廢水、制藥廢水、焦化廢水、造紙廢水、石油化工廢水及含砷含氰廢水的治理方面得到廣泛應用。

新型鐵碳微電解填料在克服板結方面的突破：

鐵碳微電解技術的發展可以分為三個階段：

*階段：

本階段的鐵碳床是由小顆粒的鐵屑和小顆粒的碳粒構成的。使用方法就是首先將鐵屑和碳粒混合均勻然后填裝在反應罐體里面，然后讓水流通過，以達到凈水的目的。但是運行幾日內鐵屑和碳粒就會結塊，反映效果急劇下降，并且造成罐體廢棄。

第二階段：

本階段針對板結問題在反應設備中加入了攪拌設施。攪拌設施對于克服板結起到了一定作用，但是因為沒有從根源上面克服板結的條件，短期內也會因為旋轉力矩越來愈大而導致電機功率不夠用，Z終使得設備不能運轉。

第三階段：

通過本公司的技術攻關，*改變了填料的存在狀態，本公司通過高溫冶煉技術將鐵和碳融合為一體。使得鐵碳微電解填料由兩種物質轉變為單一物質，而這種物質不具有相互粘結的化學性質，因此*解決了板結問題并且省去了外力攪拌。

鐵碳微電解基本原理：

(1) 電極反應

鐵炭微電解是基于電化學中的原電池反應。當鐵和炭浸入電解質溶液中時，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數的原電池系統,在其作用空間構成一個電場。

鐵炭原電池反應：

陽極：Fe - 2e → Fe2 E (Fe/Fe2 ) = 0.44V

陰極：2H 2e → H2 E (H /H2) = 0.00V

當有氧存在時,陰極反應如下：

O2 4H 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V

O2 2H2O 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V

一般微電解反應為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開而形成原電池反應。這種鐵炭接觸不利于電子的轉移，電荷效率較低，因此廢水中有機物的去除效率一般也較低。同時當鐵炭一旦分層將更不利于有機物的去除。

架構而形成的原電池反應：這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問題，因此更有利于電子的轉移，電荷效率較高，廢水中有機物的去除效率也較高。

(2) 氧化還原反應

鐵的還原作用

鐵是活潑金屬，在酸性條件下可使一些重金屬離子和有機物還原為還原態，例如：
(1)將汞離子還原為單質汞：
(2)將六價鉻還原為三價鉻：
(3)將偶氮型染料的發色基還原：
(4)將硝基還原為胺基：
鐵的還原作用使廢水中重金屬離子轉變為單質或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解為小分子無色物質，具有脫色作用，同時提高了廢水的可生化性。

氫的氧化還原作用

電極反應中得到的新生態氫具有較大的活性。能與廢水中許多組分發生氧化還原作用，破壞發色、助色基團的結構，使偶氮鍵破裂、大分子分解為小分子、硝基化臺物還原為胺基化合物，達到脫色的目的。一般地，[H]是在Fe2＋的共同作用下將偶氮鍵打斷、將硝基還原為胺基。

電化學附集

當鐵與碳化鐵或其他雜質之間形成一個小的原電池，將在其周圍產生一個電場，許多廢水中存在著穩定的膠體如印染廢水，當這些膠體處于電場下時將產生電泳作用而被附集。
在電場的作用下，膠體粒子的電泳速度可由下式求出：
式中： V——膠體粒子的電泳速度(cm／s)
——電位(V)
D——分散介質的介電常數
E——電場強度(V／cm)
——分散介質的粘度(Pa匠)
K——系數
從理論上計算20s就可完成電泳沉積過程。

物理吸附

在弱酸性溶液中，填料豐富的比表面積顯出較高的表面活性，能吸附多種金屬離子，能促進金屬的去除。

鐵的混凝沉淀

在酸性條件下，會產生Fe2 和Fe3 。Fe2 和Fe3 是很好的絮凝劑，把溶液pH調至堿性且有O2存在時，會形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝劑，發生絮凝沉淀。反應式如下：
生成的Fe(OH)3 是膠體絮凝劑，它的吸附能力高于一般藥劑水解得到的Fe(OH)3吸附能力。這樣，廢水中原有的懸浮物，通過微電池反應產生的不溶物和構成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

鐵離子的沉淀作用
在電池反應的產物中，Fe2 和Fe3 也將和一些無機物發生反應生成沉淀物而去除這些無機物，以減少其對后續生化工段的毒害性。如S2一、CN－等將生成FeS、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。

工藝影響因素及設計參數：

影響微電解工藝處理廢水效果的因素有許多，如pH值、停留時間、處理負荷、鐵碳比、通氣量等。這些因素的變化都會影響工藝的效果，有些可能還會影響到反應的機理。

pH值

通常pH值是一個比較關鍵的因素，它直接影響了鐵碳微電解填料對廢水的處理效果，而且在pH值范圍不同時，其反應的機理及產物的形式都大不相同。一般低pH值時，因有大量的H＋，而會使反應快速地進行，但也不是pH值越低越好，因為pH值的降低會改變產物的存在形式，如破壞反應后生成的絮體，而產生有色的Fe2＋使處理效果變差。因此，一般控制在pH值為偏酸性條件下，當然這也因根據實際廢水性質而改變。

停留時間

停留時間也是工藝設計的一個主要影響因素，停留時間的長短決定了氧化還原等作用時間的長短。停留時間越長，氧化還原等作用也進行得越*，但由于停留時間過長，會使鐵的消耗量增加，從而使溶出的Fe2＋ 大量增加，并氧化成為Fe3＋，造成色度的增加及后續處理的種種問題。所以停留時間并非越長越好，而且對各種不同的廢水，因其成分不同，其停留時間也不一樣。停留時間還取決于進水的初始pH值，進水的初始pH值低時，則停留時間可以相對取得短一點；相反，進水的初始pH值高時，停留時間也應相對的長一點。

通氣量

對鐵屑進行曝氣利于氧化某些物質，如三價砷等，且可以增加出水的絮凝效果，但曝氣量過大也影響水與鐵屑的接觸時間，使去除率降低。在中性條件下，通過曝氣，一方面提供更充足的氧氣，促進陽極反應的進行。另一方面也起到攪拌、振蕩的作用，減弱濃差極化，加速電極反應的進行，并且通過向體系加入催化劑改進陰極的電極性能，提高其電化學活性來促進電極反應的進行，已取得了顯著效果。

溫度

溫度的升高可使還原反應加快，但是加快較大的是反應初期，且由于維持一定的溫度需要保溫等措拖，一般的工業應用不予以考慮，均在常溫下進行反應。

微電解技術的優點：

微電解工藝從開始應用到現今已表現出了許多的優點，具體可概述如下：
(1)處理成本低，每噸廢水的處理費用一般為0.4-0.6元左右。
(2)可同時處理多種污染物質，占地面積小，系統構造簡單，整個裝置易于定型化及設備制造工業化。
(3)適用范圍廣，在多個行業的廢水治理中都有應用，如印染廢水、電鍍廢水、石油化工廢水、焦化廢水、硝基苯廢水、苯胺廢水、線路板廢水、有機硅廢水、制藥廢水、畜牧廢水、橡膠助劑廢水、雙氧水化工廢水等，均取得了較好的效果。
(4)處理效果好，從各個廠的實際運行來看，該工藝對各種污染物質的去除效果均較理想。
(5)使用壽命長，填料的使用壽命為6年。操作維護方便，微電解塔(床)只要定期地添加鐵碳微電解填料損耗的部分便可，無需更換填料。普茵沃潤環保歡迎廣大客戶來電咨詢或來我公司考察指導。屆時我們愿與您一起以產品為紐帶締結友誼、共筑輝煌！