铁碳微电解塔

铁碳微电解塔，又叫微电解反应塔、微电解反应器，是处理高浓度废水的理想设备，利用填充在反应器内的铁碳填料可以的提高废水的可生化性，去除色度和重金属。是目前应用较为广泛的新型污水处理设备。

一、铁碳微电解塔结构

电解反应器是由微电解反应器、配水系统、曝气系统组成，也可根据用户要求进行配置。

1.微电解反应器：可根据现场情况设计成圆形罐体、方形池体或带式传送式反应器。其体积可根据水处理量而定。

2.配水系统:配水系统部分由提升泵、流量计和管路等组成。

3. 曝气系统:曝气系统部分由风机、管路和阀门等组成，空气压力可根据微电解反应器和管路做调整，风量根据设计确认。

二、工作原理

铁碳微电解塔就是利用金属腐蚀原理法，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。

铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用。电池反应产物的混凝，新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果。其中主要作用是氧化还原和电附集，废铁屑的主要成分是铁和碳，当将其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,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场，阳极反应生成大量的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。

阴极反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子发生断链降解,从而消除了有机物尤其是印染废水的色度,提高了废水的可生化度,且阴极反应消耗了大量的H+生成了大量的OH-,这使得废水的pH值也有所提高。

当废水与铁碳接触后发生如下电化学反应：

阳极:Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4

阴极:2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V

当有氧存在时，阴极反应如下:

O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V

O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V

有试验在铁碳反应后加H2O2，阳极反应生成的Fe2+可作为后续催化氧化处理的催化剂,即Fe2+与H2O2构成Fenton试剂氧化体系。阴极反应生成的新生态[H]能与废水中许多组分发生氧化还原反应,破坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团),使其脱色。通过铁碳曝气反应,消耗了大量的氢离子,使废水的pH值升高,为后续催化氧化处理创造了条件。

向废水中投加适量的H2O2溶液与废水中的Fe2+组成试剂,它具有极强的氧化能力,特别适用于难降解有机废水的治理。Fenton试剂之所以具有极强的氧化能力,是由于HO被Fe催化分解产生-OH(羟基自由基)。

三、应用范围

铁碳微电解塔对色度去除有明显的效果。这是由于电极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些有机物的发色基团硝基—NO2、亚硝基—NO还原成胺基—NH2,另胺基类有机物的可生化性也明显高于硝基类有机物;新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的双键打开,使发色基团破坏而除去色度,使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。

此外,二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。

最近几年，铁碳微电解塔处理工业废水发展十分迅速，现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程，并收到了良好的经济效益和环保效果。微电解工艺对废水的脱色有良好处理的效果，且以废治废，运行费用低，因此在我国将具有良好的工业应用前景。

四、铁碳微电解塔工艺特点

1、 铁碳微电解塔解决了微电解污水处理工艺填料板结、钝化、活化，更换的难题，并具有持续高活性铁床优点。同比传统铁碳填料，损耗量降低了60%以上，同时处理产生的污泥量减少了50%以上。该技术各单元可作为单处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜。

2、微电解反应器内电解阴阳极及催化剂通过高温形成架构式合金结构，不会像铁碳混合组配那样容易出现阴阳极分离，影响原电池反应。规整的微电解填料使用寿命长、操作维护方便，处理过程中只消耗少量的微电解填料。微电解根据消耗体积，只需定期添加即可，无需更换。

3、微电解反应器采用微孔活化技术，比表面积大，同时配加催化剂，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，反应速率快，一般工业废水只需要30-60分钟，长期运行稳定有效。

4、微电解反应器由于微电解和催化剂的双重作用，同比传统铁碳填料对针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理，废水中的COD去解率提高10-20%。废水中COD去除率一般在35-60%左右，色度可去掉60-90%。 同时B/C值可提高0.1-0.3，提高了废水的可生化性。

5、微电解反应器电解处理方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属。废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD去除率高，并且不会对水造成二次污染。

6、Fe2+催化作用，在微电解后投加H2O2，即芬顿氧化工艺，对一些难降解化工废水CODcr的去解率可达70-75%。对含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果。

7.对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预处理，即可确保废水处理后稳定达标排放。也可将生产废水中浓度较高的部分废水单引出进行微电解处理。

8、技术。微电解反应器解决了传统微电解污水处理工艺填料板结、钝化及需活化、更换等难题和弊端，并具有持续高活性铁床优点。微电解反应器损耗量可降低60%以上。

9、反应速度快。微电解反应器采用微孔活化技术，比表面积大，同时配加催化剂，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，反应速率快，一般工业废水只需要30-60分钟，长期运行稳定有效。

10、解决除磷、重金属的难题。微电解处理方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属。对含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果。

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