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微电解反应原理
点击次数:2787 发布时间:2010-12-19

 

 
  微电解原理
 
  在难降解工业废水的处理技术中,微电解技术正日益受到重视,并已在工程实际中。废水的铁内电解法的原理非常简单,就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调节PH值到9左右,由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。为了增加电位差,促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。
 
  经微电解后,BOD/COD升高了,那是因为一些难降解的大分子被碳粒所吸附或经铁离子的絮凝而减少。不少人以为微电解可有分解大分子能力,可使难生化降解的物质转化为易生化的物质,并搬出理论依据是“微电解反应中产生的新生态[H]可使部分有机物断链,有机官能团发生变化”。但用甲基澄和酚做试验并没有证实微电解有分解破化大分子结构能力。
 
  如果要让铁碳床有分解有机大分子能力,一般需要加入过氧化氢,酸性废水与铁反应生成亚铁离子,亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂,生成羟基自由基具有*的氧化性能,将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样,反应要在酸性的条件下才能进行。
 
  存在的问题
 
  根据工程试验,铁碳床微电解刚开始的效果很理想,特别是处理酸性的有机废水,但运行两个月后,效果急剧下降。一方面,铁泥堵塞,另一方面炭也吸附饱和。反冲洗可减缓铁泥堵塞,但解决不了效果下降问题,往往需要更换填料,而在在实际工程中更换填料工作量很大。
 
  另外,微电解大都是采用固定式的铁碳床工艺, 而铁碳床的板结是一个非常令人头痛的问题。有人称他们的微电解技术可解决板结问题,只要用固定床,板结迟早会发生,爆气也没多大用。
 
  要解决板结必须打破固定床,避免铁泥堵塞。但问题是一旦打破固定床,铁-碳两种颗粒物接触减弱,铁氧化失去的电子难以流向碳,致使H离子在铁颗粒得电子,产生的H2包着铁颗粒,使其难于继续氧化溶解。没有铁的溶解,用微电解预处理废水成为空话。
 
  现在不少环保设计单位开始试用流化床(fluidized bed system)代替固定床(fixed-bed system)的微电解,但流化床铁和炭难以紧密接触,微电池回路差,反应速度慢。因此,如果能解决流化床中铁失去的电子流向的问题,就不必用固定床,板结问题也就不会存在,铁屑补充也方便。
 
  技术实验:
 
  a.实验用品 :烧杯、铝片和铁片 (电极 )、导线、直流电源、食盐、待处理的污水。
 
  b.实验步骤 :在烧杯中注入污水 ,加入 1~ 2g食盐 ,用铝片作阳极、铁片作阴极 ,接通6V直流电源 ,数分钟后 ,在污水表面逐渐形成一层浮渣 ,而烧杯底部也积聚一层沉渣 ,中间则为清水。
 
  c.实验原理 :2H2 O 通电2H2 ↑ (阴极 ) +O2 ↑ (阳极 )反应产生的H2 和O2 等气泡上升时 ,将部分悬浮物带到水面 ,于是水面上就形成了浮渣层 ,待到水面的污物增多后就撇去浮渣 ,可达到净水的目的。

 

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