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微電解反應(yīng)原理

更新時(shí)間:2010-12-19      瀏覽次數(shù):3688

 

 
  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)電解法的原理非常簡單,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,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*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。
 
  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*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):
 
  a.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。
 
  b.實(shí)驗(yàn)步驟 :在燒杯中注入污水 ,加入 1~ 2g食鹽 ,用鋁片作陽極、鐵片作陰極 ,接通6V直流電源 ,數(shù)分鐘后 ,在污水表面逐漸形成一層浮渣 ,而燒杯底部也積聚一層沉渣 ,中間則為清水。
 
 ?。?實(shí)驗(yàn)原理 :2H2 O 通電2H2 ↑ (陰極 ) +O2 ↑ (陽極 )反應(yīng)產(chǎn)生的H2 和O2 等氣泡上升時(shí) ,將部分懸浮物帶到水面 ,于是水面上就形成了浮渣層 ,待到水面的污物增多后就撇去浮渣 ,可達(dá)到凈水的目的。

 

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