鐵碳微電解填料
采用微電解技術(shù)，利用金屬腐蝕原理，形成了原電池處理廢水的良好工藝，即內(nèi)電解法、零價(jià)鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法。本方法應(yīng)用范圍廣，工藝簡單，處理效果好，已成功地應(yīng)用于印染、電鍍、制藥、造紙、石化等行業(yè)廢水的處理。
近年來，隨著鐵碳微電解技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)鐵碳微電解工藝進(jìn)行了不斷的改進(jìn)，而微電解工藝是以材料和設(shè)備為基礎(chǔ)的，材料是其基礎(chǔ)，本文從鐵碳微電解材料的演變過程介紹了微電解材料的研究現(xiàn)狀。
鐵碳微電解填充物的發(fā)展
1.1鐵碳微電解**代填料。
*初采用微電解處理廢水，基本上都采用鑄鐵毛坯切削加工中的粉狀下腳料，即鑄鐵屑或鐵刨花材料，通常稱其為**代鐵碳微電解填料。它的主要活性成分是鐵元素，其中還含有少量的碳、硅、錳等元素。
雖然**代鐵碳微電解填料成本相對(duì)較低，但鐵屑中雜質(zhì)含量有限，因而形成的微電解填料數(shù)量也相對(duì)較少，電子密度和傳遞率較小。微電解填料中鐵的作用仍以還原作用為主，在實(shí)際運(yùn)行中還存在著碎鐵結(jié)塊、堵塞、填料難以更換等問題，因此對(duì)污水中污染物的降解轉(zhuǎn)化效率有限，尚需進(jìn)一步探索和提高。
2.第二代鐵碳的微電解填充物。
微電解法在處理過程中多采用鐵炭固定床，但在固定床運(yùn)行一段時(shí)間后，由于鐵的腐蝕，鐵屑表面會(huì)形成一層金屬氧化物和氫氧化物薄膜，導(dǎo)致鐵屑鈍化，容易產(chǎn)生結(jié)塊和溝流；為了解決上述問題，動(dòng)態(tài)鐵碳床出現(xiàn)，主要有攪拌鐵碳床、滾筒鐵碳床和鐵碳流化床等。例如，在鐵粉和鐵碳按比例裝入滾筒中，利用滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)來推動(dòng)鐵粉和鐵碳的轉(zhuǎn)動(dòng)，將這種形式的填料稱為第二代鐵碳微電解填料。
這種填料針對(duì)結(jié)板問題在反應(yīng)設(shè)備中增加了攪拌設(shè)備，雖然對(duì)克服結(jié)板起到了一定作用，但由于沒有從根本上克服結(jié)板的條件，短期內(nèi)也會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)力矩越大而導(dǎo)致電機(jī)功率不足，再加上設(shè)備占地面積大，維修費(fèi)用較高，*終導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行。
1.3鐵碳微電解第三代填料。
為提高微電解填料對(duì)廢水的處理效率，人們嘗試用高溫?zé)Y(jié)微孔技術(shù)強(qiáng)化微電解填料制備過程，主要是在鐵粉和鐵碳中加入粘結(jié)劑(如粘土)，壓制成型，然后用無氧燒結(jié)作為規(guī)整填料，稱之為第三代鐵碳微電解填料。
三代鐵碳微電解填料具有與活性炭相似的疏松孔隙結(jié)構(gòu)，并具有較大的比表面積，能達(dá)到提高吸附性能，防止填料板結(jié)堵塞的目的，通過對(duì)鐵碳填料的形狀進(jìn)行規(guī)整化處理，再加上高溫?zé)Y(jié)微孔工藝處理，可顯著提高其自身綜合處理性能。盡管基本解決了板結(jié)問題，但由于添加了比重較大的無效成分(如粘土和膨潤土)，使反應(yīng)過程中粘土和膨潤土沒有消耗，導(dǎo)致產(chǎn)生的污泥量較大，且填料表面的鐵消耗后，內(nèi)部的鐵被粘土包裹，使反應(yīng)效果開始有一定程度的下降。
4.第四代鐵碳的微電解填充物。
四代鐵碳微電解填料是在第三代鐵碳填料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，幾乎不需要其它粘結(jié)劑(例如粘土)，只需使用非常細(xì)、比重很大的鐵粉和碳粉，再加入微量元素，經(jīng)壓制成型無氧燒結(jié)，其鐵和碳的總含量可達(dá)98%以上。
四代鐵碳微電解填料是將原料制成極細(xì)的粉末，鐵粉、碳粉和微量元素以適當(dāng)?shù)谋壤浞只旌暇鶆颍蛊浞植季鶆?，?dāng)鐵在表面發(fā)生反應(yīng)析出時(shí)，表面的碳會(huì)隨骨架松動(dòng)而剝離，即填料永遠(yuǎn)保持相同的質(zhì)量配比。氧化鐵附著在極細(xì)顆粒的鐵表面時(shí)，其附著力較小，易因通氣或反沖而脫落，而且由于制備過程中幾乎不會(huì)添加粘土等惰性成分，所以這種氧化鐵填料所產(chǎn)生的淤泥量特別少，是目前*新型的鐵碳微電解填料。
