微电解反应塔

 

第一章  概述

 

1、设备介绍

       微电解反应器技术是一种利用电池原理的电化学反应来处理复杂废水的一种污水处理技术。它利用铁-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为负极,电位高的碳做正极,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。由于铁离子有混凝作用，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。

2、应用领域

（1）染料、印染废水；焦化废水；石油化工废水；----上述废水在脱色的同时，处理水中的BOD/COD值显著提高。

（2）石油废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水；----上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。

（3） 电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水；----可以从上述废水中去除重金属。

（4）有机磷农业废水；有机氯农业废水；----大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物。

 

第二章  微电解的原理

 

       微电解反应基理是当废水在酸性条件下， Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,其中，碳的电位高，成为微阴极；铁电位低，为微阳极。腐蚀电池与电解电极在酸性溶液中构成无数的微型电解回路，在其作用空间构成一个电场。在这一反应体系中，阳极反应生成大量的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]。

1、各电极反应的主要机理如下：

微阳极：Fe-2e→Fe2+　【E0 (Fe2+/Fe)= -0.44V】

微阴极：2H+ + 2e → 2[H] → H2 (酸性溶液中)

【E0 (H+/H2)=0.00V】

2、在充氧状态时

O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (酸性溶液中)

【E0 (O2/H2O)=1.22V】

O2＋H2O＋2e → HO2－＋OH－

HO2－ → OH－＋[O]

3、在PH以及反应时间适当时，可实现下列反应：

NO-2 + 4H+ + 3e → 2/1N2+2H2O

NO-3+ 6H+ + 5e → 2/1N2+3H2O

 

第三章  微电解的优点

 

1、催化微电解对废水COD去除有明显的效果，是阴极反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使废水的COD大幅度降低。

2、催化微电解对色度去除有明显的效果，是由于电极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些有机物的发色基团硝基—NO2 、亚硝基—NO 还原成胺基—NH2 , 新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的双键打开,使发色基团破坏而除去色度, 同时二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。

3、催化微电解对可生化性有明显的改善是反应产生的新生态二价铁离子及大量新生态的[H]，具有较强的还原能力，能把废水中硝基类有机物还原成胺基类有机物，而一般胺基类有机物的可生化性明显高于硝基类有机物，同时在充氧状态下产生的大量新生态的 [O]，使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。

4、反应速率快，一般工业废水只需要数分钟至数小时。

5、作用有机污染物质范围广，如：含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质。

6、使用寿命长，操作维护方便，微电解塔只要定期的添加铁碳填料便可。

7、该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。

8、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。