電化學反響的氧化復原。
鐵屑對絮體的電附集和對反響的催化作用。電池反響產(chǎn)品的混凝，新生絮體的吸附和床層的過濾等作用的歸納效應的成果。其間首要作用是氧化復原和電附集，廢鐵屑的首要成分是鐵和碳，當將其浸入電解質溶液中時,因為Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會構成許多的微電池系統(tǒng),在其作用空間構成一個電場，陽極反響生成許多的Fe2+進入廢水,進而氧化成Fe3+,構成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反響發(fā)作許多新生態(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)作氧化復原反響,使有機大分子發(fā)作斷鏈降解,然后消除了有機物特別是印染廢水的色度,進步了廢水的可生化度,且陰極反響耗費了許多的H+生成了許多的OH-,這使得廢水的pH值也有所進步。
當廢水與鐵碳觸摸后發(fā)作如下電化學反響:
陽極:Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4
陰極:2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V
當有氧存在時,陰極反響如下:
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有實驗在鐵碳反響后加H2O2，陽極反響生成的Fe2+可作為后續(xù)催化氧化處理的催化劑,即Fe2+與H2O2構成Fenton試劑氧化系統(tǒng)。陰極反響生成的新生態(tài)[H]能與廢水中許多組分發(fā)作氧化復原反響,損壞染料中間體分子中的發(fā)色基團(如偶氮基團),使其脫色。經(jīng)過鐵碳曝氣反響,耗費了許多的氫離子,使廢水的pH值升高,為后續(xù)催化氧化處理創(chuàng)造了條件。
催化氧化原理 向廢水中投加適量的H2O2溶液與廢水中的Fe2+組成試劑,它具有極強的氧化才能,特別適用于難降解有機廢水的辦理。Fenton試劑之所以具有極強的氧化才能,是因為HO被Fe催化分化發(fā)作•OH(羥基自由基)。
生化功能改善和色度去除的機理
微電解對色度去除有顯著的作用。這是因為電極反響發(fā)作的新生態(tài)二價鐵離子具有較強的復原才能,可使某些有機物的發(fā)色基團硝基—NO2 、亞硝基—NO 復原成胺基—NH2 ,另胺基類有機物的可生化性也顯著高于硝基類有機物;新生態(tài)的二價鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的雙鍵翻開,使發(fā)色基團損壞而除掉色度,使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機物分化成易生物降解的小分子有機物而進步可生化性。此外,二價和三價鐵離子是杰出的絮凝劑,特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調理廢水的pH 可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉積,吸附污水中的懸浮或膠身形的細小顆粒及有機高分子,可進一步下降廢水的色度,同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化。
微電解處理廢水自誕生以來，便引起國內外環(huán)保研討學者的重視，并進行了許多的研討!已有許多**和有用技能成果。*近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分敏捷，現(xiàn)已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗刷、印刷電路板出產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了杰出的經(jīng)濟效益和環(huán)保作用。微電解工藝對廢水的脫色有杰出處理的作用，且以廢治廢，運轉費用低，因而在我國將具有杰出的工業(yè)運用遠景。
現(xiàn)在國內外微電解設備均是固定床，其特色是結構簡略，推流性好，但存在不少有用性問題：一是功率不高，反響速度不快；二是床體易板結，構成短路和死區(qū)；三是鐵屑彌補勞動強度大。
內電解法處理工業(yè)廢水中存在的問題
內電解法對不同結構，不同性質的染料的作用機理各異，需進一步探討脫色降污作用機理及*佳處理工藝。根據(jù)各類染料的特色，特別處理高濃度廢水時，需找出與混凝法、生化法、曝氣氧化法等合作的適合工藝，有用戰(zhàn)勝該法去除率偏低的缺陷。
在處理酸性廢水電化腐燭速率高而中性偏酸廢水電極吸附及新生鐵離子水解、絮凝作用好這對立。挑選有用催化劑、助劑使之能在較廣PH范圍內發(fā)揮電化腐燭及絮凝吸附*佳作用。特別是在酸性廢水中，雖脫色率較高，但鐵溶出量大，污泥量亦大。要采納有用辦法盡量削減污泥量，減低污泥含水率以避免發(fā)作二次污染。
挑選適宜的鐵屑活化辦法，規(guī)劃合理的過濾床，處理鐵屑易鈍化、易結塊然后呈現(xiàn)溝流等壞處.進步處理功率。
問題及對策
鐵床作為一種廢水處理設備，現(xiàn)在無論從理論上仍是從實踐上來講，都有待進一步完善和改善。在實踐運轉中，常會呈現(xiàn)填料鈍化、板結以及出水“返色”等現(xiàn)象，這是在實踐工程中有必要妥善處理的問題。
1）關于填料鈍化問題
鐵床經(jīng)過一段時刻的運轉后，填料外表會構成鈍化膜，廢水中的懸浮顆粒也會部分沉積在填料外表上，這樣就阻隔了填料與廢水的有用觸摸，導致鐵床處理作用下降。鐵床的運轉周期應經(jīng)過實踐運轉確定，一般為20 d左右，浸洗活化時刻可選用2-3 h。
2）關于填料板結問題
鐵床填料的板結除了導致鐵床內部廢水流態(tài)惡化致使處理作用下降外，還會使填料更換的難度大大添加。
經(jīng)過在鐵床填料中參加恰當?shù)妮o料能夠有用避免填料呈現(xiàn)板結現(xiàn)象，同時也有利于氣、液、固硯相充沛觸摸，進步處理作用。輔料可選用X50聚乙烯多面空心球。
選用流化床設備也能較好地處理鐵床填料的板結問題。但高的出資費用、運轉費用及操作辦理要求使此種設備的運用遭到必定約束。
鐵碳內電解柱運轉一段時刻后,鐵屑易結塊,呈現(xiàn)溝流等現(xiàn)象,大大影響了處理作用?，F(xiàn)在吳全義等選用鐵屑高頻結孔技能可有用避免鐵屑結塊現(xiàn)象的發(fā)作,但此技能有待進一步的研討和完善
選用鐵、炭流化床反響器對染料廢水進行預處理,戰(zhàn)勝了固定床鐵炭反響器外表易鈍化、填料易結塊及運轉作用隨運轉時刻的延伸而逐步下降的缺乏。
在對反響器內部結構作恰當調整后,能夠方便地將傳統(tǒng)的固定床工藝改造為流化床工藝。這樣,不僅可進步預處理作用,并且大大方便了設備操作和運轉辦理。
3）關于鐵床出水“返色”問題
一些染料廢水經(jīng)鐵床脫色后，在較短時刻內呈現(xiàn)色彩逐步加深的現(xiàn)象。關于這種“返色”現(xiàn)象的原因，遍及認同的觀點是:鐵床填料和廢水反響，損壞了染料分子的發(fā)色或助色基團，但染料分子僅僅轉變成了無色的小分子有機物，依舊存在于廢水中，這些小分子有機物具有必定的逆反響趨勢。但經(jīng)過實驗作者發(fā)現(xiàn)，關于一些類型的染料廢水，當中和沉降pH值為8-8 . 5時，這種“返色”現(xiàn)象除表現(xiàn)在廢水色彩逐步加深外，廢水還會逐步變污濁，較長時刻靜置后，會呈現(xiàn)少數(shù)較深色彩的沉積物。經(jīng)剖析，此為Fe (OH)3沉積。這種現(xiàn)象很容易解釋:Fe2+被氧化成了Fe3+，而它們的水解產(chǎn)品Fe(OH )2和Fe(OH ) 3的溶度積常數(shù)相差1021倍以上。
基于以上剖析，作者認為，F(xiàn)e2+末徹底去除會在必定程度上加劇這種“返色”現(xiàn)象。因而，處理鐵床出水“返色”問題，除應考慮在后續(xù)處理工藝中徹底脫除發(fā)色母體外，還應在中和沉降時調理pH值至9以上，使Fe2+徹底沉積或加人恰當?shù)难趸瘎?如O2、H2O2和O3等)使Fe2+敏捷被氧化成Fe3+后以Fe (0H)3膠體方式析出。
4）鐵碳法通常是在酸性條件下進行的,但酸性條件下,溶出的鐵屑量大,加堿中和時發(fā)作的沉積物多,添加了脫水工序的擔負,并且廢渣的處理也成了問題?，F(xiàn)在一般將廢渣送至煉鐵廠處置或摻合制造建筑材料。
