鐵碳微電解填料-不板結(jié)鐵碳填料、不鈍化的碳填料、免更換鐵碳填料、催化氧化鐵碳填料
微電解塔 內(nèi)電解塔 鐵炭填料塔 鐵碳填料塔一、概述：微電解技術(shù)是目前處理印染、電鍍、造紙、、硝基苯、苯胺、有機(jī)硅、印刷線(xiàn)路板、焦化、畜牧、雙氧水化工、石油化工、橡膠助劑化工以及含苯環(huán)化工廢水的一種理想工藝。
微電解技術(shù)在去除高濃度廢水的色度和降低cod方面有其獨(dú)到之處。
對(duì)于難降解可生化性差的廢水，由我公司生產(chǎn)的第二代微電解填料可以將難降解化合物斷環(huán)斷鏈，提高其可生化性。并且，將其轉(zhuǎn)化為容易降解的物質(zhì)。因此利用微電解技術(shù)配合催化氧化法，是處理該類(lèi)廢水的有效途徑。
對(duì)于高濃度有機(jī)廢水，可以利用微電解+芬頓技術(shù)，降低廢水的cod。
zui重要的一點(diǎn)，由我公司研發(fā)的第二代微電解填料，突破了傳統(tǒng)填料板結(jié)鈍化的瓶頸，使得鐵碳微電解技術(shù)被冰封之后重新得以推廣。
該填料通過(guò)1050攝氏度的嚴(yán)格控溫技術(shù)將鐵及金屬催化劑與炭包容在一起形成架構(gòu)式鐵炭結(jié)構(gòu)。
①此結(jié)構(gòu)鐵與炭永遠(yuǎn)是一體，不會(huì)像鐵炭組配組合容易出現(xiàn)鐵與炭分離，影響原電池反應(yīng)。②鐵炭一體可降低原電池反應(yīng)的電阻，從而提高電子的傳遞效率，提高處理效率。③鐵炭一體可以避免鈍化的產(chǎn)生，架構(gòu)式的鐵炭結(jié)構(gòu)可以避免鈍化。
包容架構(gòu)式微電解技術(shù)是鐵炭微電解技術(shù)的一次技術(shù)革命。她的廣泛應(yīng)用將為化工等行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的生機(jī)。
鐵炭包容式微電解技術(shù)采用固定流化床運(yùn)行方式，其操作維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠。
二、工作原理：
● 一般原理：鐵炭微電解是基于電化學(xué)中的原電池反應(yīng)。當(dāng)鐵和炭浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物還原，也可使某些不飽和基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的雙鍵打開(kāi)，使部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。此外，二價(jià)和三價(jià)鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價(jià)鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，調(diào)節(jié)廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子，可進(jìn)一步降低廢水的色度，同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機(jī)廢水的色度，提高了廢水的可生化性。
鐵炭原電池反應(yīng)：
陽(yáng)極：Fe - 2e → Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V
陰極：2H+ + 2e → H2 E (H+/H2) = 0.00V
當(dāng)有氧存在時(shí),陰極反應(yīng)如下：
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V
● 一般微電解反應(yīng)為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開(kāi)而形成原電池反應(yīng)。這種鐵炭接觸不利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較低，因此廢水中有機(jī)物的去除效率一般也較低。同時(shí)當(dāng)鐵炭一旦分層將更不利于有機(jī)物的去除。如圖A、B
● 鐵炭包容式微電解反應(yīng)為：鐵原子與炭原子是相互包容組成架構(gòu)而形成的原電池反應(yīng)。這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問(wèn)題，因此更有利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較高，廢水中有機(jī)物的去除效率也較高。如圖C
三、 微電解填料特點(diǎn)：
（1） 防板結(jié)：經(jīng)過(guò)高溫冶煉，鐵和碳融合為一體，這種鐵碳一體式結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出蜂窩狀構(gòu)架，這種構(gòu)架可以有效地防止板結(jié)。
（2） 性：鐵碳一體式微電解填料內(nèi)部有許多毛細(xì)管式的氣孔，可以快速吸入廢水，使其在內(nèi)部反應(yīng)，提高了反應(yīng)效率。
（3） 破環(huán)、斷鏈：相互靠近的鐵和碳浸泡在溶解中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微電流，這種電流的綜合作用會(huì)使得難降解化合物破環(huán)、斷鏈。
（4） 耐受性：可以耐受廢水水質(zhì)波動(dòng)的范圍大，并且可以處理高濃度難降解廢水。
（5） 提高可生化性：可以有效提高廢水的B/C值，將難生化廢水轉(zhuǎn)化為易生化廢水。
（6） 多效性：微電解反應(yīng)可以產(chǎn)生多種效應(yīng)，借助鐵碳之間1.2伏的電位差，可以產(chǎn)生微電流；微電流又會(huì)刺激廢水產(chǎn)生新生態(tài)的氫和新生態(tài)的氧，這些新生態(tài)的氫和氧具有很強(qiáng)的還原性和氧化性，會(huì)使得廢水發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng)，將難降解化合物轉(zhuǎn)化為易降解化合物；同時(shí)產(chǎn)生的鐵離子體現(xiàn)還原性的同時(shí)還是的絮凝劑。
（7） 免更換：本填料的使用壽命是沒(méi)有限制的，不用頻繁的更換填料，省去了繁瑣的更換填料的過(guò)程。
（8） 高強(qiáng)度：本填料的物理強(qiáng)度為1000kg/cm2,可以承受水壓能力強(qiáng)。
（9）比表面積大：比表面積為1.2m2/g，大比表面積可以使得填料充分的與廢水混合，從而提高反應(yīng)效率。
四、難降解廢水去除原理分類(lèi)：
廢水水質(zhì)
去除原理
印染廢水
鐵碳之間的微電流效應(yīng)和磁場(chǎng)效應(yīng)可以切斷印染廢水中污染物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)，從而使得廢水脫色。
電鍍廢水、印刷線(xiàn)路板廢水、含有重金屬絡(luò)合物廢水
通過(guò)陽(yáng)極產(chǎn)生的新生態(tài)的鐵離子的還原效應(yīng)可以破除重金屬絡(luò)合物，同時(shí)利用電泳效應(yīng)和氫氧化鐵的共沉淀作用，大幅降低廢水中的重金屬絡(luò)合物和廢水COD。
硝基苯廢水、苯胺廢水、焦化廢水、石油化工廢水、雙氧水廢水、橡膠助劑廢水、含苯環(huán)化工廢水
鐵碳之間1.2V的電位差可以在廢水污染物之間產(chǎn)生微小的磁場(chǎng)，電子在磁場(chǎng)力的作用下定向運(yùn)動(dòng)會(huì)切割化合物碳鏈和碳環(huán)，從而起到破環(huán)斷鏈的作用，大幅降低cod的同時(shí)提高了廢水的可生化性，將難降解廢水轉(zhuǎn)換為容易降解的廢水。
造紙廢水顏色重，污染物質(zhì)多，微電解的電流效應(yīng)，磁場(chǎng)效應(yīng)和氧化還原作用可以將廢水中的長(zhǎng)鏈纖維類(lèi)多糖類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二糖甚至單糖類(lèi)物質(zhì)，大大提高其可生化性，轉(zhuǎn)化為易降解物質(zhì)?？梢耘浜戏翌D*去除。
畜牧廢水、高濃度有機(jī)廢水
微電解效應(yīng)可以對(duì)高濃度有機(jī)廢水?dāng)噫湶⑶移茐陌l(fā)色基團(tuán)，降低cod，氨氮，磷化物效果明顯。
外觀
粒徑
有效成分
含鐵量
強(qiáng)度
微電解填料
扁圓
1×3（cm）
鐵+碳+貴金屬催化劑
≥75％
1000kg/cm2
微電解基礎(chǔ)知識(shí)
1、 什么是微電解：微電解就是利用鐵元素和碳元素自發(fā)產(chǎn)生的微弱電流分解廢水中污染物的一種污水處理工藝。當(dāng)緊密接觸的鐵和碳浸泡在廢水溶液中的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)在鐵原子和碳原子之間產(chǎn)生一種微弱的分子內(nèi)部電流,這種微電流分解廢水中污染物質(zhì)的反應(yīng)就叫微電解。
2、 微電解原理：當(dāng)將填料浸入電解質(zhì)溶液中時(shí),由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)，陽(yáng)極反應(yīng)生成大量的Fe2+進(jìn)入廢水,進(jìn)而氧化成Fe3+,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng),使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解,從而消除了有機(jī)物尤其是印染廢水的色度,提高了廢水的可生化度。工作原理基于電化學(xué)、氧化—還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理。
3、 優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，處理效果好，成本低，操作維護(hù)方便，不需要消耗電力資源，反應(yīng)速度快，處理效果穩(wěn)定，不會(huì)造成二次污染，提高廢水的可生化性，可以達(dá)到化學(xué)沉淀除磷，可以通過(guò)還原除重金屬，也可以作為生物處理的前處理，利于污泥的沉降和生物掛膜。
4、 處理后碳去哪里了：在填料中碳不是以大顆粒形式存在，而是以非常細(xì)小的形式存在，反應(yīng)中隨著鐵的消耗碳也在不斷的脫落，脫落后的細(xì)小碳粒會(huì)吸附著污染物質(zhì)進(jìn)入沉淀池經(jīng)絮凝沉淀。
5、 為什么不需要更換填料：鐵和碳是同時(shí)消耗的，填料中鐵和碳的比例永遠(yuǎn)不會(huì)改變，因此填料的消耗只是量的改變，而不是質(zhì)變。所以隨著填料的消耗只需要添加新填料就可以了。
6、 強(qiáng)度問(wèn)題：經(jīng)過(guò)1050度以上的高溫?zé)Y(jié)使得新型鐵碳微電解填料的物理強(qiáng)度可達(dá)到1000Kg/CM2,足以承受20m水柱壓力。因此填充在微電解塔中安全可靠。
7、 為什么不板結(jié)：傳統(tǒng)填料的板結(jié)現(xiàn)象是因?yàn)殍F顆粒沒(méi)有被碳顆粒分散均勻的緣故，鐵顆粒之間容易生銹板結(jié)。而新型微電解填料經(jīng)過(guò)特殊的高溫?zé)Y(jié)工藝使得本填料中的鐵和碳以鐵碳包容構(gòu)架的形式存在，鐵骨架與碳鏈相互交叉，這種交叉性使得鐵顆粒被碳顆粒均勻的分散了，因此不會(huì)板結(jié)。
8、 物理結(jié)構(gòu)：多孔構(gòu)架式結(jié)構(gòu)，大小1cm*3cm,比表面積1.2m2/g,比重1.1噸/m3。
9、 處理效果：一般反應(yīng)只需要30—60min,cod去除率50%--75%，氨氮去除率40%左右，運(yùn)行穩(wěn)定。
10、使用成本：每方水的處理成本約0.4-0.6元。
11、填料概述：新型催化活性微電解填料—具有高低電位差的金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成，具有鐵碳一體化、融合催化劑、微孔構(gòu)架式合金結(jié)構(gòu)、比表面積大、活性強(qiáng)、電流密度大、作用效率高等特點(diǎn)。作用于廢水，可去除cod、降低色度、提高可生化性、處理效果穩(wěn)定，可避免運(yùn)行過(guò)程中的填料鈍化，板結(jié)等現(xiàn)象。
12、適用廢水種類(lèi)：特別針對(duì)有機(jī)物濃度大、毒性高、色度高、難生化廢水的處理、可大幅降低廢水的色度和cod，提高廢水的可生化性，可廣泛應(yīng)用于印染、化工、電鍍、、酒精等各類(lèi)工業(yè)廢水的處理及處理水回用工程。
13、技術(shù)特點(diǎn)：
（1） 陰陽(yáng)極及催化劑通過(guò)高溫冶煉形成鐵碳一體化，保證“原電池"效應(yīng)持續(xù)作用。不會(huì)像鐵碳物理混合組配那樣容易出現(xiàn)陰陽(yáng)極分離，影響原電池反應(yīng)。
（2） 填料通過(guò)高溫冶煉形成構(gòu)架式微孔合金結(jié)構(gòu)，比表面積大，活性強(qiáng)，不鈍化，不板結(jié)，陰陽(yáng)極針對(duì)不同廢水進(jìn)行配比，對(duì)廢水處理提供了大的電流密度和更好的微電解反應(yīng)效果，反應(yīng)速率快，一般工業(yè)廢水只需要30-60分鐘，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定有效。
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