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铁碳填料微电解工艺全面分析介绍

发布时间:2019-05-21 10:41  联系电话:18053683502

铁碳填料微电解工艺污水处理技术要点汇总,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。铁碳填料、微电解设备采购、技术咨询联系。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。
潍坊远航环保铁碳填料

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。

    当将潍坊远航环保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),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,具有极强的吸附能力,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无害化处理具有净化作用。

2、铁碳微电解法的工艺特点

    近年来,微电解法在许多行业的废水处理中都有大量应用,工艺已日趋成熟。影响微电解处理效果的因素主要有废水pH值、停留时间、处理负荷、铁屑粒径、铁碳比、通气量、微电解材料选择及组合方式等,有的还会影响反应的机理。一般来说:

1)入水pH值应选偏酸性,可控制到3-4之间,酸性过强虽能促进微电解的作用,但破坏了后续的絮凝体,且铁的消耗量较大,后续处理负荷重,产生铁泥多。随着微电解的进行,废水中的H 逐渐被消耗而导致pH值升高,从而使得微电解反应趋于缓和。

2)停留时间也是影响微电解处理效果的重要因素,其长短直接关系到微电解反应的进程。一般处理效果随停留时间延长而提高,但当到达这一定时间后反应基本停止,且量停留时间过长会带来铁消耗量大,反色等不利因素,停留时间不足则反应不完全。不同的废水其污染物不同,所需反应时间也差异很大。因此,针对某种特定的废水,其停留时间应通过试验确定。

3)对填料进行曝气有利于某些物质的氧化,也增加对铁屑的揽动,减少结块,能及时去除铁屑表面沉积的钝化膜,还可增加出水的絮凝效果。但曝气量过大也影响废水与铁屑的接触时间,使有机物去除率降低。而在中性条件下曝气一方面供氧,促进阳极反应的进行,另一方面也起到搅拌,震荡的作用,减弱浓差极化,加速电极反应的进行。

4)向体系中加入催化剂(如金属氧化物CuO,Mn02、A120,等)能改进阴极的电极性能,提高其电化学活性,效果显著。盐类(妇氯化钠,氯化氨)的存在由于提高了废水的电导率也有助于电解反应的进行。

5)合适的填料铁碳比例可使填料在废水中形成的微电池数量,从而达到处理效果。一般铁碳质量比可控制在一定范围内。0.5-30:1之间,针对不同的生产废水,合适的铁碳质量比能达到不同的处理效果。

6)填料粒径越小,它的比表面积就越大,在废水中形成的微电池数量也越多,微电解反应的速度就越快.对废水的处理效果就越好。但在实际工程中,采用小的填料粒径会导致更为严重的填料板结问题,综合考虑、使用潍坊远航环保填料粒径在3-5cm。 

7 )微电解出水的后处理中和沉降的pH值。一般微电解出水中不可避免会含有一定浓度的亚铁离子,不仅干扰CODcr的测定,还会带来反色等不利因索,故应设法除去。 

8)材料选择,不同成分,不同杂质的材料反应活性不同,故对应的处理效果差异较大。高温烧结的铁碳填料是目前应用较为广泛的污水处理材料,不易出现板结而且消耗率低。

3、铁碳微电解技术特点

(1) 反应速率快,一般工业废水只需要半小时至数小时;

(2) 作用有机污染物质范围广,如:含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好降解效果;

(3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解反应剂。微电解剂只需定期添加无需更换,添加也无需进行活化直接投入即可。

(4) 废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子,具有比普通混凝剂更好的混凝作用,无需再加铁盐等混凝剂,COD去除率高,并且不会对水造成二次污染;

(5) 具有良好的混凝效果,色度、COD去除率高,同时可在很大程度上提高废水的可生化性。

(6) 该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属;

(7) 对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程,用该技术作为已建工程废水的预处理,在降解COD的同时提高废水的可生化性,可确保废水处理后稳定达标排放。也可对生化后废水进行微电解深度处理。

(8)该技术各单元可作为单独处理方法使用,又可作为生物处理的前处理工艺,利于污泥的沉降和生物挂膜。
 

潍坊远航环保微电解反应器

4、潍坊远航环保铁碳填料特点:

(1)防板结:新型微电解填料经过高温冶炼,铁和碳融合为一体,这种铁碳一体式结构程现出蜂窝状架构,这种构架可以有效地防止板结。

(2)高效性:新型微电解填料的铁碳一体式微电解填料内部有许多毛细管式的气孔,可以快速吸入废水,使其在内部反应,提高了反应效率。

(3)不钝化:新型微电解填料的铁碳一体式的架构可以避免钝化的产生。在填料中碳不是以大颗粒的形式存在,而是以非常细小的形式存在,反应中随着铁的消耗,碳也在不断的脱落,脱落后的细小碳粒会吸附着污染物质进入沉淀池经絮凝沉淀。

(4)破环、断链:相互靠近的铁和碳浸泡在溶液中时,会产生微电流,电流的综合作用会使得难降解化合物破环、断链。

(5)耐受性:可以耐受废水水质波动的范围大,并且可以处理高浓度难降解废水。

(6)提高可生化性:新型微电解填料可以有效提高废水的B/C值,将难生化废水转化为易生化废水。

(7)多效性:微电解反应可以产生多种效应,借助铁碳之间1.2伏的电位差,可以产生微电流;微电流又会刺激废水产生新生态的氢和新生态的氧,这些新生态的氢和氧具有很强的还原性和氧化性,会使得废水发生强烈的氧化还原反应,将难降解的化合物转化为易降解化合物;同时产生的铁离子体现还原性的同时还是高效的絮凝剂。

(8)免更换:本填料的使用寿命是没有限制的,不用频繁的更换填料,省去了繁琐的更换填料的过程。铁和碳是同时消耗的,填料中的铁和碳的比例永远不会改变,因此填料的消耗只是量的改变,而不是质变。所以随着填料的消耗只需要添加新填料就可以了。

(9)高强度:本填料的物理密度为600-1000kg/m2,可以承受水压能力强。

(10)比表面积大:铁碳填料的比表面积为1.2 m2/g,大比表面积可以使填料充分的与废水混合,从而提高反应效率。

(11)使用广泛:新型微电解填料可广泛使用于印染、电镀、造纸、医药、硝基苯、苯胺、有机硅、印刷线路板、焦化、畜牧、双氧水化工、石油化工、橡胶助剂化工以及含苯环化工废水的处理。

 

5、潍坊远航环保铁碳微电解反应器

    铁碳微电解反应器是微电解水处理的必备装置,潍坊远航环保铁碳填料须在此装置内与废水反应,从而使更多的有机物得到还原,达到去除污染的目的。以铁碳微电解填料作为原料,使废水在酸性条件下利用铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来降解净化污染物。本公司对该技术原有存在的缺陷进行了彻底完善、优化,现已在许多工程实践中应用,设施运行稳定。该设施对处理还原性的有机物效果特别明显,CODcr的去除率一般在30-70%之间,既降低了废水的毒性,同时又提高B/C比值(0.1-0.3),改善了水质的可生化性。故铁碳微电解技术是废水(特别是高浓度、高毒性化工废水)进入生化处理之前行之有效的预处理方法。
 

潍坊远航环保微电解设备

1)在设备内增设曝气系统,降低铁碳填料表面被污染的程度,保持铁碳填料的高活性,彻底解决了设备“钝化”现象。

2)添加原料为潍坊远航环保新型微电解填料,替代了一般的铁屑原料,因此反应更充分彻底。

3)微电解方法既可以作为单独的处理方法,又可作为生物法的预处理工艺,除废水的生化性得到提高外,有利于活性污泥的沉降性能和生物膜法的挂膜性能。

4)该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属。

5)设备结构充分考虑到进水、布水的连续均匀,彻底解决了设备“短流”现象。

6、铁碳填料技术参数:

含铁量:75%,含碳量:18%,催化剂含量:5%,活化剂:2%  比重:1.2吨/立方米,比表面积:1.2平方米/克,空隙率:65% ,物理强度:≧600KG/CM2 堆积密度:1.2 


        我公司专业生产铁碳填料、微电解填料、工业污水处理设备、生活污水处理设备、废气处理设备等,有着丰富的污水处理设备生产经验和污水处理设计安装调试经验,保证污水处理达标排放。提供污水处理项目、污水处理技术、工业废水处理工艺流程、农村污水处理方法以及各种污水处理设备的安装调试。