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鐵碳微電解工藝概述
微電解工藝是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。
當(dāng)系統(tǒng)通水后，設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過程中產(chǎn)生的新生態(tài)[H] 、Fe2 + 等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2 + 進(jìn)一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機(jī)大分子。其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。該法具有適用范圍廣、處理***、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度，提高廢水的可生化性，同時(shí)對(duì)氨氮的脫除具有很好的效果。
鐵碳微電解的工作原理
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，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**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。
注意事項(xiàng):
微電解填料存放需注意防潮防腐蝕，一旦運(yùn)行通水后應(yīng)始終有水覆蓋，不可長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，以免
被氧化影響使用。
微電解填料使用時(shí)原水應(yīng)進(jìn)行必要的預(yù)處理，去除廢水中油脂類、懸浮物等，防止此類物質(zhì)對(duì)微電解系
統(tǒng)造成影響。
有些水質(zhì)在不同 PH 值條件下會(huì)有物質(zhì)析出，應(yīng)利用該特點(diǎn)在微電解反應(yīng)前將水中物質(zhì)盡可能析出。
微電解反應(yīng)適合的 PH 值是 3-4 之間，根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)可適當(dāng)調(diào)整；不可在堿性條件下運(yùn)行。
通過曝氣為原電池反應(yīng)提供充足的氫氧根離子，另外曝氣對(duì)廢水起到攪拌震蕩的作用，在減弱濃差極
化，加速電極反應(yīng)的進(jìn)行的同時(shí)，通過曝氣的剪切力，使填料表面及時(shí)得到更新。一般曝氣曝氣量為水體 3
倍適中即可，避免過大曝氣量。
注意通風(fēng)，因工藝運(yùn)行產(chǎn)生氫氣，在微電解間必須安裝排氣扇，在微電解間內(nèi)如維修動(dòng)火 , 必須有足夠
的安全措施
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