反應(yīng)原理

電化學(xué)反應(yīng)的氧化還原。

鐵對絮體的電附集和對反應(yīng)的催化作用：電池反應(yīng)產(chǎn)物的混凝,變新絮體的吸附和床層的過濾等作用的綜合效應(yīng)的結(jié)果。其中主要作用是氧化還原和電附集,廢鐵屑的主要成分是鐵和碳,當(dāng)將其浸入電解質(zhì)溶液中時,由于Fe和C之間存在1.2V的電較電位差,因而會形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個電場,陽較反應(yīng)生成大量的Fe2 進入廢水,進而氧化成Fe3 ,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰較反應(yīng)產(chǎn)生大量變新態(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),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系大分子發(fā)生斷鏈降解,從而消除了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物尤其是印染廢水的色度,提高了廢水的可生化度,且陰較反應(yīng)消耗了大量的H 生成了大量的OH-,這使得廢水的pH值也有所提高。

當(dāng)廢水與鐵碳接觸后發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng):

陽較:Fe-2e-→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4

陰較:2H 2e-→H2 Eo(H /H2)=0V

當(dāng)有氧存在時,陰較反應(yīng)如下:

O2 4H 4e-→2H2O Eo(O2)=1.23V

O2 2H2O 4e-→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V

結(jié)合氧氧化：有試驗在鐵碳反應(yīng)后加H2O2,陽較反應(yīng)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(gòu)成Fenton試劑氧化體系。陰較反應(yīng)生成的變新態(tài)[H]能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng),破壞染料中間體分子中的發(fā)色基團(如偶氮基團),使其脫色。通過鐵碳曝氣反應(yīng),消耗了大量的氫離子,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,它具有較強的氧化能力,特別適用于難降解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系廢水的治理。Fenton試劑之所以具有較強的氧化能力,是由于HO被Fe催化分解產(chǎn)生·OH(羥基自由基)。

生化性能改善和色度去除的機理

微電解對色度去除有明顯的效果。這是由于電較反應(yīng)產(chǎn)生的變新態(tài)二價鐵離子具有較強的還原能力,可使某些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物的發(fā)色基團硝基-NO2 ,亞硝基-NO 還原成胺基-NH2 ,另胺基類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物的可生化性也明顯高于硝基類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物;變新態(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-) 的雙鍵打開,使發(fā)色基團破壞而除去色度,使部分難降解環(huán)狀和長鏈農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物分解成易生物降解的小分子農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物而提高可生化性。此外,二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑,特別是變新的二價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)的微小顆粒及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系高分子,可進一步降低廢水的色度,同時去除部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系污染物質(zhì)使廢水得到凈化。

微電解處理廢水自誕生以來,便引起國內(nèi)外環(huán)保研究學(xué)者的關(guān)注,并進行了大量的研究!已有很多***和實用技術(shù)成果。較近幾年,微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已用于印染,電鍍,石油化工,制藥,煤氣洗滌,印刷電路板生產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷,含氟廢水的處理工程,并收到了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。微電解工藝對廢水的脫色有良好處理的效果,且以廢治廢,運行費用低,因此在我國將具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。