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鐵碳微電解法的工藝特點(diǎn)

近年來，微電解法在許多行業(yè)的廢水處理中都有大量應(yīng)用，工藝已日趨成熟。影響微電解處理效果的因素主要有廢水pH值、停留時間、處理負(fù)荷、鐵屑粒徑、鐵炭比、通氣量、微電解材料選擇及組合方式等，有的還會影響反應(yīng)的機(jī)理[3]。一般來說：

1）入水pH值應(yīng)選偏酸性，可控制到3-6.5，酸性過強(qiáng)雖能促進(jìn)微電解的作用，但破壞了后續(xù)的絮凝體，且鐵的消耗量較大，后續(xù)處理負(fù)荷重，產(chǎn)生鐵泥多。隨著微電解的進(jìn)行，廢水中的H+逐漸被消耗而導(dǎo)致pH值升高，從而使得微電解反應(yīng)趨于緩和。

2）停留時間也是影響微電解處理效果的重要因素，其長短直接關(guān)系到微電解反應(yīng)的進(jìn)程。一般處理效果隨停留時間延長而提高，但當(dāng)?shù)竭_(dá)這一定時間后反應(yīng)基本停止，且量停留時間過長會帶來鐵消耗量大，反色等不利因素，停留時間不足則反應(yīng)不完全。不同的廢水其污染物不同，所需反應(yīng)時間也差異很大。。因此，針對某種特定的廢水，其水力停留時間應(yīng)通過試驗確定。

3）對填料進(jìn)行曝氣有利于某些物質(zhì)的氧化，也增加對鐵屑的攬動，減少結(jié)塊，丑能及時去除鐵屑表面沉積的鈍化膜，還可增加出水的絮凝效果。但曝氣量過大也影響廢水與鐵屑的接觸時間，使有機(jī)物去除率降低。而在中性條件下曝氣一方面供氧，促進(jìn)陽極反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面也起到攪拌，震蕩的作用，減弱濃差極化，加速電極反應(yīng)的進(jìn)行。

4)向體系中加入催化劑(如金屬氧化物CuO，Mn02、A120，等)能改進(jìn)陰極的電極性能，提高其電化學(xué)活性，效果顯著[4]。鹽類(婦氯化鈉，氯化氨)的存在由于提高了廢水的電導(dǎo)率也有助于電解反應(yīng)的進(jìn)行

5)合適的填料鐵炭比例可使填料在廢水中形成的微電池數(shù)大化，從而達(dá)到處理效果。一般鐵炭質(zhì)量比可控制在一定范圍內(nèi)．0.5-30:1之間，針對不同的生產(chǎn)廢水，合適的鐵炭質(zhì)量比能達(dá)到不同的處理效果。

6）填料粒徑越小，它的比表面積就越大，在廢水中形成的微電池數(shù)量也越多，微電解反應(yīng)的速度就越快．對廢水的處理效果就越好。但在實(shí)際工程中，采用小的填料粒徑會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的填料板結(jié)問題，綜合考慮、使用填料粒徑在10-20之間的鐵粉。經(jīng)一般鐵粉來源困難，廣泛使用的是工廠的廢鑄鐵屑。

7)微電解出水的后處理中和沉降的pH值。一般微電解出水中不可避免會含有一定濃度的亞鐵離子，不僅干擾CODcr的測定，還會帶來反色等不利因索，故應(yīng)設(shè)法除去。目前廣泛使用的加堿混凝法就是加入堿溶液使亞鐵離子沉淀為墨綠色的Fe(OH)2而除去。有資料報道，中和沉降適宜的pH值為8-85。理論計算亞鐵離子完全沉淀的pH值為8.95，一般應(yīng)調(diào)節(jié)pH值為9以上。

8)材料選擇,不同成分，不同雜質(zhì)的材料反應(yīng)活性不同，故對應(yīng)的處理效果差異較大。一般陽極材料采用鑄鐵屑，小碎鐵塊、鑄鋁屑、鍋臺金等，陰極材料則采用焦炭、活性炭、石墨、煤粉等，故可進(jìn)行很多搭配。

微電解工藝處理運(yùn)用實(shí)例

由于微電解過程包含了氧化還原、電附集、物理吸附、絮凝沉降以及鐵作為催化劑的多種作用。而不同的廢水成分差異很大，不同的有機(jī)物其降解難易程度不同，因此對應(yīng)的微電解工藝參數(shù)也差異很大。

下面列舉幾種微電解處理的運(yùn)用實(shí)例

1)偶氮染料廢水

張宗恩等選用上海某染料廠總排水口的廢水為實(shí)驗水樣。研究結(jié)果表明：經(jīng)微電解處理后，廢水色度去除率達(dá)95%，CODcr去除率達(dá)40%，并指出脫色機(jī)理主要是基于還原作用，使偶氮鍵-N=N-斷裂，從而破壞整個偶氮染料分子的共軛發(fā)色體系，到達(dá)脫色的目的。偶氮分子的結(jié)構(gòu)對還原作用也有一定影響。

2）分散染料廢水

分散染料是疏水性較強(qiáng)的非離子型染料。這種廢水具有污染物濃度高、色度高、酸堿度高、毒性大的特點(diǎn)，因而處理難度大。大連染料廠的分散芷青等6種廢水是由24股不同工序產(chǎn)生的廢水組成，COD高達(dá)1000mg/L，色度8000倍，BOD5/COD<0.18，不能直接生化處理，化學(xué)絮凝、化學(xué)氧化法不能有效處理。薛大明等采用微電解法對該廢水進(jìn)行處理。研究結(jié)果：高濃度分散染料廢水經(jīng)三級微電解處理后，廢水色度去除率達(dá)97.5%，CODcr去除率達(dá)64.4%，BOD5/COD上升為0.302，大大提高了可生化性。

3）印染廢水

劉興旺通過對鐵屑進(jìn)行改性，并與其他一些活性填料助劑結(jié)合使用處理印染廢水，研究結(jié)果表明：該法可以大大提高鐵屑對廢水的處理效果。改性后的脫色率及COD去除率比單純的鐵屑提高20%—30%，延長使用壽命1.5—1.8倍。

4）含酚廢水

張?zhí)靹俚葘ξ㈦娊夥ㄌ幚砗訌U水進(jìn)行了研究，分析了該法處理含酚廢水的原理和各種因素對處理效果的影響，廢水來自天津市化工廠苯酚車間蒸餾工段，為略帶渾濁的無色液體，pH值為6-7，酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-10%。在條件下，處理前酚濃度為285.6mg/L，處理后為0.625mg/L，脫色率達(dá)99.8%。對高質(zhì)量濃度的含酚廢水，微電解法處理能收到很佳的效果。

5）DDNP廢水

DDNP廢水中主要污染物是二硝基重氮酚，它作為主要的起爆**而廣泛應(yīng)用于各種火工行業(yè)，這種廢水染色深，成分復(fù)雜。馬曉龍等采用微電解對DDNP廢水進(jìn)行脫色處理，大量實(shí)驗表明：廢水起始pH控制在2.5左右，脫色率達(dá)95%以上，該法優(yōu)于絮凝法和吸附法，投資少，設(shè)備簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。

6）制藥廢水

皺振揚(yáng)等應(yīng)用微電解法處理四環(huán)素制藥廢水時，向Fe-C體系中加入一定量的Mn2+、Zn2+，其原理是Mn2+、Zn2+吸附在活性炭表面上，可能有一定催化氧化有機(jī)物作用，有利于產(chǎn)生絮凝作用。與水解-生化治理工藝比較，該法投資較少、效益較高、切實(shí)可行。另外張亞楠等運(yùn)用鑄鐵屑處理新鄉(xiāng)市制藥有限公司無環(huán)鳥苷、肌苷及病毒唑三者的生產(chǎn)混合廢水，原水COD高達(dá)6000-8000mg/L，BOD5/COD可進(jìn)一步提高到0.9。

7）竺麻廢水

作為紡織印染工業(yè)常見的廢水，傳統(tǒng)的處理工藝效果差、投資大。詹艷等利用微電解法對重慶市金帝工業(yè)集團(tuán)公司的苧麻生產(chǎn)廢水進(jìn)行了預(yù)處理研究。結(jié)果表明：工藝條件下（起始pH值為2-3，停留時間40min），COD去除率大于32%，脫色率達(dá)47%-60%，并且發(fā)現(xiàn)適量金屬氧化物加入鐵炭填料后（如CuO、MnO2、Al2O3）均能使廢水COD去除率提高至48%以上。并通過正交對比提出微電解影響因子的影響大小依次為：pH值>反應(yīng)溫度>通氣量>停留時間。

8）含氰廢水

氰化物是一種劇毒物質(zhì)，在電鍍、農(nóng)藥、染料中間體等工業(yè)廢水中都含大量的CN-,對人和其它動物造成很大的威脅。韋海朝等對含氰廢水處理方法作了系統(tǒng)的評述，目前通常使用化學(xué)法，過氧化無法，O3處理法和電化學(xué)氧化法。微電解反應(yīng)能分解CN-，而去除其污染，電極反應(yīng)為：CN-+2OH--2e=CNO-+H2O，2CNO-+4OH--6e=2CO2+N2+2H2O該法不僅可以通過絮凝共沉淀法處理，而且不需提供外加電源，節(jié)約大量電能。

此外，微電解法在屠宰場廢水，木薯酒槽廢水、醫(yī)院廢水、化纖廢水、高濃度毛發(fā)廢水、農(nóng)藥中間體廢水等眾多廢水的治理中有著廣泛應(yīng)用前景。