微電解反應(yīng)基理是當(dāng)廢水在酸性條件下， Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,其中，碳的電位高，成為微陰極；鐵電位低，為微陽極。腐蝕電池與電解電極在酸性溶液中構(gòu)成無數(shù)的微型電解回路，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場。在這一反應(yīng)體系中，陽極反應(yīng)生成大量的Fe2+進(jìn)入廢水,進(jìn)而氧化成Fe3+,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O], 各電極反應(yīng)的主要機(jī)理如下：
微陽極：Fe-2e→Fe2+ 【E0 (Fe2+/Fe)= -0.44V】
微陰極：2H+ + 2e → 2[H] → H2 (酸性溶液中)
【E0 (H+/H2)=0.00V】
在充氧狀態(tài)時(shí)
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (酸性溶液中)
【E0 (O2/H2O)=1.22V】
O2＋H2O＋2e → HO2－＋OH－
HO2－ → OH－＋[O]
在PH以及反應(yīng)時(shí)間適當(dāng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)下列反應(yīng)：
NO-2 + 4H+ + 3e → 2/1N2+2H2O
NO-3+ 6H+ + 5e → 2/1N2+3H2O
催化微電解對廢水COD、色度去除和可生化性能改善的機(jī)理
1、催化微電解對廢水COD去除有明顯的效果，是陰極反應(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),使廢水的COD大幅度降低。
2、催化微電解對色度去除有明顯的效果，是由于電極反應(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)物的發(fā)色基團(tuán)硝基—NO2 、亞硝基—NO 還原成胺基—NH2 , 新生態(tài)的二價(jià)鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的雙鍵打開,使發(fā)色基團(tuán)破壞而除去色度, 同時(shí)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。
3、催化微電解對可生化性有明顯的改善是反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子及大量新生態(tài)的[H]，具有較強(qiáng)的還原能力，能把廢水中硝基類有機(jī)物還原成胺基類有機(jī)物，而一般胺基類有機(jī)物的可生化性明顯高于硝基類有機(jī)物，同時(shí)在充氧狀態(tài)下產(chǎn)生的大量新生態(tài)的 [O]，使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(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。
催化微電解與常規(guī)鐵碳反應(yīng)器的比較
常規(guī)鐵碳反應(yīng)器
目前國內(nèi)外鐵碳設(shè)備均是固定床，采用鐵屑和碳按一定的比例作為填料，在不充氧鼓氣的情況下運(yùn)行，從國內(nèi)外實(shí)際使用的情況來看，存在不少實(shí)用性問題
1 效率不高，易鈍化反應(yīng)速度不快
常規(guī)鐵碳經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，填料表面會(huì)形成鈍化膜，廢水中的有懸浮顆粒、油狀及膠體狀的東西也會(huì)部分沉積在填料的表面上，這樣就阻隔了填料與廢水有效接觸，導(dǎo)致鐵床處理效果降低。而一般采用稀硫酸進(jìn)行浸洗活化，僅除去鐵塊表面的氧化膜，但對在酸性條件下形成的有機(jī)類沉積物清除較難，鐵床恢復(fù)活性比較困難，去除效率會(huì)急劇下降。
2 填料易板結(jié)，造成死床，填料更換困難
常規(guī)鐵碳由于采用鐵屑，鐵屑在比表面積大，在酸性條件下腐蝕較快，易溶解結(jié)塊，造成短路和死區(qū)。鐵床填料的板結(jié)除了導(dǎo)致鐵床內(nèi)部廢水流態(tài)惡化致使處理效果降低外，出現(xiàn)溝流等現(xiàn)象,大大影響了處理效果還會(huì)使填料更換的難度大大增加。
3 填料成本高，易流失，造成運(yùn)行費(fèi)用大。
常規(guī)鐵碳一般采用鐵屑和活性炭，這些原料都需要外購，需花費(fèi)一定成本，同時(shí)鐵屑顆粒細(xì)小，比表面積大，在酸性條件下腐蝕后容易形成流體狀隨水力沖刷而流失，而活性炭也因顆粒小，比重輕容易流失，造成運(yùn)行費(fèi)用大。
我公司生產(chǎn)的催化微電解設(shè)備，報(bào)價(jià)合理，價(jià)格比市場價(jià)格低，制造工藝良好，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富。產(chǎn)品特點(diǎn)如下：
1 效率高，反應(yīng)速度快，不易鈍化。
催化微電解，填料中加入一定量的催化劑，且在反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣裝置，在運(yùn)行時(shí)連續(xù)曝氣充氧，廢水在反應(yīng)器內(nèi)成沸騰狀，廢水在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)均勻，在填料表面不易結(jié)垢，清洗周期長，根據(jù)在酸性條件下形成的有機(jī)沉積物，易溶于堿而不易溶于酸中的這一特性，反應(yīng)器采用堿液清洗系統(tǒng)，使得清洗效果好。同時(shí)由于加入催化劑和充氧系統(tǒng)，使得處理效率比一般的鐵碳高，反應(yīng)速度快。
2 填料不板結(jié)，持續(xù)運(yùn)行周期長，更換維修方便
3 填料成本低，不易流失（年消耗量約5%-10%）左右，運(yùn)行費(fèi)用小。
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