铁碳微电解填料技术咨询-水处理

铁碳微电解填料技术咨询-水处理

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2019-07-11 11:57:11
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山东普茵沃润环保科技有限公司

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产品简介

铁碳微电解填料《新突破高温烧结,不板结》

详细介绍

铁碳微电解填料《新突破高温烧结,不板结》铁碳填料(不板结型铁碳填料)zui大销量铁碳填料
新?‌‌型铁碳微电解填料在克服板结方面的突破:(普茵沃润环保)

铁碳微电解技术的发展可以分为三个阶段:

*阶段:

本阶段的铁碳床是由小颗粒的铁屑和小颗粒的碳粒构成的。使用方法就是首先将

铁屑和碳粒混合均匀然后填装在反应罐体里面,然后让水流通过,以达到净水的

目的。但是运行几日内铁屑和碳粒就会结块,反映效果急剧下降,并且造成罐体

废弃。

第二阶段:

本阶段针对板结问题在反应设备中加入了搅拌设施。搅拌设施对于克服板结起到

了一定作用,但是因为没有从根源上面克服板结的条件,短期内也会因为旋转力

矩越来愈大而导致电机功率不够用,zui终使得设备不能运转。

第三阶段:

本公司通过高温冶炼技术将铁和碳融合为一体。使得铁碳微电解填料由两种物质转变

为单一物质,而这种物质不具有相互粘结的化学性质,因此*解决了板结问题

并且省去了外力搅拌。



铁碳微电解基本原理:

(1) 电极反应

铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和炭浸入电解质溶液中时,由于

Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,因而会形成无数的原电池系统,在其作用空间

构成一个电场。

铁炭原电池反应:

阳极:Fe - 2e → Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V

阴极:2H+ + 2e → H2 E (H+/H2) = 0.00V

当有氧存在时,阴极反应如下:

O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V

O2 + 2H2O + 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V

一般微电解反应为:铁原子与炭原子是紧挨着或分开而形成原电池反应。这种铁

炭接触不利于电子的转移,电荷效率较低,因此废水中有机物的去除效率一般也

较低。同时当铁炭一旦分层将更不利于有机物的去除。

架构而形成的原电池反应:这种铁炭接触不存在铁与炭的分层问题,因此更有利

于电子的转移,电荷效率较高,废水中有机物的去除效率也较高。

(2) 氧化还原反应

铁的还原作用

铁是活泼金属,在酸性条件下可使一些重金属离子和有机物还原为还原态,例如


(1)将汞离子还原为单质汞:
(2)将六价铬还原为三价铬:
(3)将偶氮型染料的发色基还原:
(4)将硝基还原为胺基:
铁的还原作用使废水中重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去,使一些大

分子染料降解为小分子无色物质,具有脱色作用,同时提高了废水的可生化性。

氢的氧化还原作用

电极反应中得到的新生态氢具有较大的活性。能与废水中许多组分发生氧化还原

作用,破坏发色、助色基团的结构,使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基

化台物还原为胺基化合物,达到脱色的目的。一般地,[H]是在Fe2+的共同作用

下将偶氮键打断、将硝基还原为胺基。

电化学附集

当铁与碳化铁或其他杂质之间形成一个小的原电池,将在其周围产生一个电场,

许多废水中存在着稳定的胶体如印染废水,当这些胶体处于电场下时将产生电泳

作用而被附集。
在电场的作用下,胶体粒子的电泳速度可由下式求出:
式中: V——胶体粒子的电泳速度(cm/s)
——电位(V)
D——分散介质的介电常数
E——电场强度(V/cm)
——分散介质的粘度(Pa•S)
K——系数
从理论上计算20s就可完成电泳沉积过程。

物理吸附

在弱酸性溶液中,填料丰富的比表面积显出较高的表面活性,能吸附多种金属离

子,能促进金属的去除。

铁的混凝沉淀

在酸性条件下,会产生Fe2+ 和Fe3+ 。Fe2+ 和Fe3+ 是很好的絮凝剂,把溶液pH

调至碱性且有O2存在时,会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝剂,发生絮凝沉淀

。反应式如下:
生成的Fe(OH)3 是胶体絮凝剂,它的吸附能力高于一般药剂水解得到的Fe(OH)3吸

附能力。这样,废水中原有的悬浮物,通过微电池反应产生的不溶物和构成色度

的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

铁离子的沉淀作用
在电池反应的产物中,Fe2+ 和Fe3+ 也将和一些无机物发生反应生成沉淀物而去

除这些无机物,以减少其对后续生化工段的毒害性。如S2一、CN-等将生成FeS、

Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。



铁碳微电解填料的物理性质:

铁碳微电解填料的堆积密度:1.0吨/立方米

铁碳微电解填料的外观形状:扁球形(2cm*3cm)

铁碳微电解填料的强度:2000公斤/平方厘米

铁碳微电解填料的比表面积:1.5平方米/克

铁碳微电解填料的空隙率:70%

化学成分:铁85%,碳10%,催化剂5%


工艺影响因素及设计参数:

影响微电解工艺处理废水效果的因素有许多,如pH值、停留时间、处理负荷、铁

碳比、通气量等。这些因素的变化都会影响工艺的效果,有些可能还会影响到反

应的机理。

pH值

通常pH值是一个比较关键的因素,它直接影响了铁碳微电解填料对废水的处理效

果,而且在pH值范围不同时,其反应的机理及产物的形式都大不相同。一般低pH

值时,因有大量的H+,而会使反应快速地进行,但也不是pH值越低越好,因为pH

值的降低会改变产物的存在形式,如破坏反应后生成的絮体,而产生有色的Fe2+

使处理效果变差。因此,一般控制在pH值为偏酸性条件下,当然这也因根据实际

废水性质而改变。

停留时间

停留时间也是工艺设计的一个主要影响因素,停留时间的长短决定了氧化还原等

作用时间的长短。停留时间越长,氧化还原等作用也进行得越*,但由于停留

时间过长,会使铁的消耗量增加,从而使溶出的Fe2+ 大量增加,并氧化成为Fe3

+,造成色度的增加及后续处理的种种问题。所以停留时间并非越长越好,而且

对各种不同的废水,因其成分不同,其停留时间也不一样。停留时间还取决于进

水的初始pH值,进水的初始pH值低时,则停留时间可以相对取得短一点;相反,

进水的初始pH值高时,停留时间也应相对的长一点。

通气量

对铁屑进行曝气利于氧化某些物质,如三价砷等,且可以增加出水的絮凝效果,

但曝气量过大也影响水与铁屑的接触时间,使去除率降低。在中性条件下,通过

曝气,一方面提供更充足的氧气,促进阳极反应的进行。另一方面也起到搅拌、

振荡的作用,减弱浓差极化,加速电极反应的进行,并且通过向体系加入催化剂

改进阴极的电极性能,提高其电化学活性来促进电极反应的进行,已取得了显著

效果。

温度

温度的升高可使还原反应加快,但是加快zui大的是反应初期,且由于维持一定的

温度需要保温等措拖,一般的工业应用不予以考虑,均在常温下进行反应。



微电解技术的优点:

微电解工艺从开始应用到现今已表现出了许多的优点,具体可概述如下:
(1)处理成本低,每吨废水的处理费用一般为0.2元左右。
(2)可同时处理多种污染物质,占地面积小,系统构造简单,整个装置易于定型化

及设备制造工业化。
(3)适用范围广,在多个行业的废水治理中都有应用,如印染废水、电镀废水、石

油化工废水、焦化废水、硝基苯废水、苯胺废水、线路板废水、有机硅废水、制

药废水、畜牧废水、橡胶助剂废水、双氧水化工废水等,均取得了较好的效果。
(4)处理效果好,从各个厂的实际运行来看,该工艺对各种污染物质的去除效果均

较理想。
(5)使用寿命长,填料的使用寿命为6年。操作维护方便,微电解塔(床)只要定期

地添加铁碳微电解填料损耗的部分便可,无需更换填料。

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