浅析微电解
摘要：本文首先阐述了铅锌废水来源及危害，然后分别分析了铁碳微电解和电絮凝气浮这两种废水处理技术的技术原理和优缺点，最后指出了微电解—电絮凝耦合技术的可行性和最佳工艺条件。abstract：this paper describes the lead and zinc wastewater sources and hazards, and then analyzes the technical principles and the advantages and disadvantages of
iron-carbon micro electrolysis and electrical flocculation flotation wastewater treatment technologies, and concluded the feasibility and optimum conditions of the micro the electrolysis - electroflocculation coupling technology. keywords: micro-electrolysis; electroflocculation; coupling; lead and zinc; refining wastewater.
关键词：微电解；电絮凝；耦合；铅锌；冶炼废水
中图分类号：tf803.27 文献标识码：a 文章编号：
近年来，重金属污染事件频频发生，国家对含重金属废水整治给予了高度重视。铅锌冶炼工业是我国重金属污染物排放的有色金属行业中的污染物排放的主要大户之一。铅锌冶炼废水水质复杂，对环境污染重，其主要污染物包括重金属离子(铅、锌、镉、铬、钴、镍、铜等)、砷、酸、氟化物、氯化物等。目前国内外对该类废水的处理技术主要有中和法、硫化法、铁氧体法等，其中石灰中和法因其处理成本低、流程简单而被广泛使用，但该处理方法产渣量大、
铁碳微电解法处理有机废水的应用实例及发展趋势分析 发表时间：2015-05-15T13:48:37.690Z 来源：《工程管理前沿》2015年第5期供稿作者：赵金1, 张朋锋 [导读] 铁碳微电解法不仅能有效降低废水有机物浓度，且能去除或降低废水毒性，提高废水的可生化性。 赵金1, 张朋锋2 1. 中国恩菲工程技术有限公司,北京,100038 2. 上海凡清环境工程有限公司，上海，200942 摘要：笔者主要阐述了铁碳微电解法在电镀废水、石油化工废水、制药废水等行业废水的治理中的应用特点和技术现状，并针对目前的应用缺陷提出未来主要的发展方向，旨在为铁碳微电解技术处理有机废水创造更为有利的条件。 关键词：铁碳微电解法，有机物，工业废水，发展趋势 前言 铁碳微电解法不仅能有效降低废水有机物浓度，且能去除或降低废水毒性，提高废水的可生化性。该法是基于电化学中的电池反应，电池反应生成的产物具有强氧化还原性，使常态下很难进行的反应得以实现，从而起到处理废水的作用。本方法无需添加氧化剂，具有设备体积小，占地面积少，操作简单灵活、投资少等[1]优点。然而，本工艺处理成本高、铁屑结块与填料钝化等问题限制了此法的推广应用，如何解决具体的相关应用缺陷，目前尚无统一的改善技术规范。本文重点对存在的应用情况和技术缺陷进行归纳，旨在为今后铁碳微电解法的发展提供方向和理论基础。 1. 铁碳微电解法在典型工业废水处理中的应用现状 1.1在印染废水中处理中的应用 印染废水的特点是水量大、色度深、可生化性差、组成复杂等，其有机污染物来自染料及染整添加剂。王敏欣[2]等人使用浓度为40mg/L的四种不同染料配制成的模拟印染废水，对此进行铁碳微电解法处理。结果表明，填料以经过稀盐酸浸泡预处理的铁刨花混合粒径为5～10mm的焦炭，在曝气量为4m3/h、固液比为1:10的条件下反应60min，90%以上废水色度可去除，反应PH值与最佳铁碳比因处理染料性质不同而存在差异。 1.2在制药废水处理中的应用 目前制药废水处理的主要问题是污染物种类多、含有生物毒性物质、浓度高、成分复杂、难于生化处理，色度高等。利用铁碳微电解法结合生化法处理医药废水(CODcr=5000～7000mg/L，NH3=200～40mg/L，BOD5=1500～2000mg/L，pH在1～2)可使废水pH从平均1.6提高到平均4.5，COD降低46%～55%，随后经过活性污泥法处理后出水COD≤230～260mg/L，氨氮在35～40mg/L，BOD≤22～25mg/L，pH在6～9，SS≤110～130mg/L。各指标去除效率在80%以上。 1.3在炸药废水处理中的应用 炸药工业所排生产废水中含TNT、RDX、DNT等多种剧毒物质，是重污染源之一。对此情况，杨丽[3]设计的工艺处理了含硝基苯废水，其原理是铁碳微电解组合SBR生化法。该工艺的反应器是活性铁床，取代铁屑——碳粒混合物作填料的是(删除)铸铁块(具有一定铁碳比且粒径为20cm左右)，其流程是让废水自铁床底部流入，从上部排出。并为了加快反应速度，避免铁床板结，在微电解反应发生的同时往反应器内从铁床底部鼓入空气，最后组合生化处理的SBR工艺。其结果显示，经过其方式的预处理后，COD去除率可达60%，脱色率可达70%以上，B/C值从0.36提高到0.45，去除效果得到一定的改善。 1.4 在电镀工业废水处理中的应用 电镀废水的成分是大量的重金属、氰化物及难降解有机物，且由于各个电镀厂不同的生产工艺，废水水质差异很大，含有大量的有毒物质，难以达到达标排放的各项指标。 马青兰[4]等人基于铁碳微电解技术处理了高浓度含铬电镀废水。结果显示，通过该方法处理进水Cr6+质量浓度270mg/L以下的含铬废水，在60min内出水Cr6+可下降到0.5mg/L以下，且可达99.7%以上的去除率。对于Cr6+质量浓度高达500mg/L以上，甚至用该方法处理1000mg/L以上的高浓度含铬废水180min，处理效果也很好，可到89.7%～99.9%的去除率。 1.5在造纸工业废水处理中的应用 制浆过程中的蒸煮、筛分、清洗、漂白是造纸废水的主要来源。废水的成分是大量的木质素等难降解物质。即使经过一级物化、二级生化处理后出水的CODcr、色度等各项指标仍然高于国家造纸工业水污染物排放的一级标准，这让许多造纸企业各项指标都难以达标排放。 曲雪憬[5]等研究了基于铁碳微电解法的杨木BCTMP浆制浆废水的处理情况，探讨了此工艺给废水带来的影响。结果显示，对废水处理效果影响最大的是微电解处理时的进水pH值，其次分别是微电解处理时的填料里的铁碳质量比、反应过程时间和过程里加入的水铁比。在进水pH值为4～5，铁碳质量比是0.5:1，反应时间为15min，且铁液比为0.1到0.125的条件下，废水能去除大于90%的色度，COD能去除大于70.0%，B/C由0.3上升到0.35。此案例说明，杨木BCTMP废水经过微电解法处理，不仅废水的色度能得到有效去除，且COD也被降低，并提高了可生化性。 2.铁碳微电解工艺发展现状及未来发展方向 2.1铁碳微电解应用性特点 铁碳微电解工艺技术有多方面的优点:性价比高、适用范围广、操作维护便利及使用寿命长等。但是进一步的推广受到以下方面的限制： (1)铁屑结块与填料钝化。铁碳微电解处理装置运行一段时间后，特别是微电解塔较高时，过大的底部铁屑压实作用让铁屑易结块并出现沟流等现象，处理效果因此大大降低。 (2)工艺成本较高。PH调节的繁琐操作和酸碱材料需求增加了此工艺的成本。此外，加碱中和时产生的废渣也需进一步处理。而填料需要的铁消耗速度快，需及时补充，运行成本因此进一步增加。 (3)难降解污染物去除不彻底。铁碳微电解技术的应用范围受到限制，高浓度难降解工业废水处理将不能单独使用此工艺。
定义： 微电解是指低压直流状态下的电解，可以有效除去水中的钙、镁离子从而降低水的硬度，同时电解产生可灭菌消毒的活性氢氧自由基和活性氯，且电极表面的吸附作用也能杀死细菌。 在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中。 [1] 废水的铁内电解法的原理非常简单,就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调节PH值到9左右，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。为了增加电位差，促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。 如果要让铁碳床有分解有机大分子能力,一般需要加入过氧化氢,酸性废水与铁反应生成亚铁离子,亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。根据工程试验，铁碳床微电解刚开始的效果很理想,特别是处理酸性的有机废水。传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。
几种微电解技术介绍 一、微电解作用原理 微电解法，又称内电解法、铁还原法、铁炭法、零价铁法等。该方法处理废水的原理是：利用铁屑中的铁和碳组分构成微小原电池的正极和负极，以充入的废水为电解质溶液，发生氧化-还原反应，形成原电池。新生态的电极产物活性极高，能与废水中的有机污染物发生氧化还原反应，使其结构、形态发生变化，完成难处理到易处理、由有色到无色的转变。 还原作用 铁屑内电解法处理废水过程中，发生如下反应： 阳极（Fe）:Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V 阴极（C）：在酸性条件下： 2H++2e→H2↑E0（H+/H2）=0.0V 在碱性或中性条件下： O2+2H2O+4e→4OH- E0（O2/OH-）=+0.4V 电极反应生成的产物具有很高的化学还原活性。在偏酸性废水中，电极反应产生的新生态H能与废水中的有机物和无机物组分发生氧化还原反应，能使废水中的发色基团破坏甚至使高分子断链，从而达到脱色的目的。 同时，铁是活泼金属，在酸性条件下可把某些硝基化合物还原成可生物降解的胺基合物，提高BOD5/COD比值，即增强可生化性。反应式如下： R—NO2+2Fe+4H+ R—NH2+2H2O+2Fe2+ 电解生成的铁离子、亚铁离子经水解、聚合而形成的氢氧化铁、氢氧化亚铁聚合体，以胶体形式存在，具有沉淀、絮凝和吸附作用，与污染物一起絮凝产生沉淀，可以去除废水中的有机物。同时在原电池周围的电场作用下，废水中带电胶粒和杂质通过静电引力和表面能的作用附集、凝聚，也可以使废水得到净化。总之，铁炭内电解法处理废水是絮凝、吸附、架桥、卷扫、电沉积、电化学还原等综合效应的结果。 庆化公司综合污水处理项目拟采用微电解技术对硫酸浓缩过程中产生的含硝基化合物废水进行预处理，提高废水的可生化性，再利用生化技术、活性炭吸附技术达标排放。
微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想的工艺，同时又被称为内电解法。在不同点的情况之下，利用填充在废水中的微电解材料自身生产的一点二伏的电位差对废水进行点解处理，从而达到降解有机污染物的目的，当系统桶水之后设备中会形成无数的微电池系统，在作用空间中构成一个电场。 微电解的工作原理基于电化学，氧化还原，物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对于废水进行处理。该方法适用范围广、处理的效果好、成本低廉、操作维护方便、不需要消耗电力资源等优点。本工艺用于难降解高浓度废水的处理可以大幅度的降低cod和色度，提高废水的可生化性，同时可以对氨氮的脱除具有很好的效果。传统上的微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用之前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，同时又因为铁与碳是物理接触，所以他们之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这就导致了频繁的更换为电解材料，不但工作量大，成本高同时还影响了废水的处理效果和效率。 二、铁碳微电解原理铁炭填料反应原理（即铁炭填料处理高难度工业有机废水原理）: (1)电子流动：利用铁元素和碳元素之间的电位差，铁元素与碳元素之间存在一个自然地的电位差。当铁碳填料浸泡在废水溶液中的时候，废水溶液充当导电溶液，废微电解填料价格多少水中的污染物质充当电解质。在铁碳之间自然电位差形成的微弱电场之下，铁会释放出电子，电子在电场的作用之下由阳极向阴极移动。电子在移动的过程中会有穿过污染物质的概率，特别是长链物质或者是含有苯环的物质被电子穿过的概率更高。长链物质或者是含有苯环物质的碳链是通过成对电子相互连接的，当溶液中的单个电子穿插的时候，单个电子就会被碳链中的成对电子吸引住，从而微电解填料价格多少形成3电子结构，而这种3电子结构是一种非常不稳定的结构，存在一定的时间之后这种3电子结构就会自动爆炸，从而长链物质被分成2段。电子继续穿插，锻炼之后的碳链又会被分割，这样碳链就会越来越短。这样难降解物质就会转化为容易降解的物质。同时能够降低COD。 （2）还原性：当铁碳填料浸泡在废水溶液中的时候，作为阳极的铁会失去电子从而变成铁离子，新生成的铁离子具有非常强的还原性，可以将废水中的难降解物质进行还原反应。 （3）氧化性：电子在废水中穿插的时候，也会穿过水分子，水分子被分解的时候就会产生大量的氢自由基、氧自由基、和氢氧自由基，这些新生态的自由基具有非常强的氧化性，可以将废水中的有机物彻底氧化为二氧化碳和水。从而彻底降低COD。 （4）电泳：电子在废水中运动的时候会吸附带微电解填料价格多少正电的污染颗粒，吸附在电子上面的污染物质运动到阴极之后会被中和然后就会沉到底部被除去。 （5）絮凝作用：铁失电子之后会形成铁离子，新生态的铁离子再加入碱液之后会形成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁是良好的絮凝剂，可以吸附废水中的大量有机物絮凝沉淀。
1.4.1铁炭微电解技术概述 微电解技术，又称内电解、铁还原、铁炭法·零价铁法、铁屑过滤法等技术，是被广泛研究与应用的一项废水处理技术。 1.4.2铁炭微电解作用机理 (l)氧化还原反应 铁是活泼金属，在偏酸性水溶液中能够发生如下反应: Fe+2H+→Fe2++H2↑ 当水中存在氧化剂时Fe2+可进一步被氧化为Fe3+。从铁的电极电位可以知道，在金属活动顺序表中排在铁后面的金属有可能被铁置换出来而沉积在铁的表面上。同样，其他氧化性较强的离子或化合物也会被铁或亚铁离子还原成毒性较小的还原态。铁的还原能力也可使某些有机物被还原成还原态物质:硝基苯可被活性金属还原成胺基就是其中一例，还原后的胺基有机物颜色较淡，且易被微生物氧化分解，使废水中的色度得以降低，可生化性提高为进一步的生化处理创造了条件。 (2)原电池反应 铸铁是铁和碳的合金，即由纯铁和碳化铁(Fe3C)及一些杂质组成，碳化铁为极小的颗粒，分散在铁内，且碳化铁的腐蚀趋势低。因此，当铸铁屑浸入水中时就构成了成千上万个细小的微电池，纯铁为阳极，碳化铁及杂质则成为阴极，发生电极反应，这就是微观原电池。当体系中有活性炭等宏观阴极材料存在时，又可以组成宏观原电池。这样，铁屑在受到微原电池腐蚀的同时又受到大
原电池的腐蚀，因而能加速电极反应。其基本电极反应如下: 阳极反应: Fe-2e-→Fe2+ E(Fe2+/Fe)=-0.44 V 阴极反应: 2H++2e-→2[H]→H2 E O(H+/H 2)=0.ooV 当有O2存在时: 02+4H++4e→2H2 O(酸性溶液)(1.4) E O(O2)=1.23V 02+2H2 O+4e→4OH-(碱性及中性溶液)(1.5) E0(O2/OH-)= 0.40V 当然，阴极过程也可以是有机物的还原。由上述电极反应的电极电位可知，在酸性充氧情况下电极反应的E0最大，反应(l.4)进行的最快，该反应不断消耗废水中的H+而使其pH上升，因此，反应的pH低、酸度大时，氧的电极电位提高，微电池的电位差加大，促进了电极反应的进行。从这理论上解释了酸性废水微电解反应效果较好的原因。由于Fe2+的不断生成能有效的克服阳极的极化作用，从而促进铁的电化学腐蚀，使大量的Fe2+进入溶液，具有较高的化学还原活性。在酸性溶液中，电极反应所产生的新生态[H]，能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，破坏发色和助色基团，达到脱色目的;同时铁是活泼金属，它的还原能力可使某些氧化基
微电解法 技术概述： 微电解法是利用金属腐蚀原理，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。该法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点，并使用废铁屑为原料，也不需要消耗电力资源，使得该工艺技术自诞生开始，即在美、苏、日等国家引起广泛重视，已有很多的专利，并取得了实用性的成果。该工艺是20世纪70年代应用到废水治理中的，而我国从20世纪80年代开始这一领域的研究，也已有不少文献报道。特别是近几年来，进展较快，在印染、造纸、电镀、石油化工废水以及含砷、含氰废水治理方面相继有运行报道。 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。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H] 、Fe2 + 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2 + 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、
氧化- 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。 传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。 铁碳微电解填料是目前处理印染、电镀、造纸、医药、硝基苯、苯胺、有机硅、印刷线路板、焦化、畜牧、双氧水化工、石油化工、橡胶助剂化工以及含苯环化工废水的一种理想工艺。 但是传统的微电解填料（铁屑+碳粒）有板结缺陷。 由我公司研发的铁碳微电解填料，突破了传统填料板结钝化的瓶颈，使得铁碳微电解技术被冰封之后重新得以推广。 铁碳微电解填料通过13000摄氏度的严格控温技术将铁及金属催化剂与炭包容在一起形成架构式铁炭结构。 ①此结构铁与炭永远是一体，不会像铁炭组配组合容易出现铁与炭分
第40卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.40，No. 10 2011年10月 Liaoning Chemical Industry October，2011 基金项目：中石化科技开发项目资助，合同编号G1715-2010-ZS0002* 收稿日期： 2011-05-15 微电解技术在工业废水处理中的应用 杨瑞洪，刘亚凯 （1. 扬州工业职业技术学院 化学工程系, 江苏 扬州 225127; 2. 常州大学 环境与安全工程学院, 江苏 常州 213164） 摘 要：工业废水的处理一直是水处理领域的重点，微电解技术以工艺简单、成本低廉、应用范围广等优点受到越来越多的学者青睐。文章简述了微电解技术的原理，综述了该技术以及该技术与其他技术耦合联用在工业废水处理中的应用及研究进展。最后分析了微电解技术应用及研究中有待解决的问题，并展望了该技术的发展趋势。 关 键 词：工业废水；微电解技术；耦合联用 中图分类号：X 703 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2011）10-1044-05 随着我国经济的高速发展，工业废水的排放量日益增加，占总污染水量的70%以上，对环境的危害日益严重。工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大，成分复杂，可生化性差，COD、盐分和有毒物含量高，污染物的存在形态在不同的废水中各不相同等。 工业废水中的污染物质是多种多样的，一种废水往往要采用多种方法组合成的处理工艺系统，才能达到预期要求的处理效果。传统的预处理方法如物理法，化学法，物化法，生物法存在工艺复杂，处理费用高，操作困难，不易控制等问题。国内外学者对工业废水的处理技术进行了大量深入的研究，微电解技术以使用范围广、工艺简单、处理效果好、成本低廉及不会产生二次污染等特点受到越来越多的研究人员的青睐，尤其对于高盐度，高COD 以及色度较高的废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势。微电解技术及其组合工艺能提高废水的可生化性，改善废水的水质，减轻后续处理工艺负担及可应用于不同类型的废水等优势越来越多的被应用于工业废水的处理中。 1 微电解技术原理 微电解技术是利用金属腐蚀原理，将具有电极电位差的金属与金属（或非金属）在传导性较好的废水中接触，形成原电池效应或发生电解反应来处理废水的工艺，又称内电解、铁屑过滤法、零价铁法等 [1-2] 。其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石 墨、焦炭、活性炭、煤)等，也有也有采用铝-炭、 铁-铜等其他组合来加强处理效果。苏联学者于20世纪70年代初首次将其应用于处理印染废水，随后在世界范围内引起了广泛的关注 [3-6] 。该法于20世 纪80年代引入我国，目前已成功地应用于染料、印染、重金属、农药、制药、油分等废水的预处理，是水处理领域里的非常热门的课题。本文简单介绍了微电解的机理，总结国内外学者的研究成果，综述了微电解法在工业废水处理中的应用及研究进展，并就今后的研究课题进行了探讨。 微电解法处理废水过程中涉及的作用机理因废水的性质不同亦不同。一般可概括为以下几个方面： （1）氧化还原作用：铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，当将铁和碳浸入电解质溶液中时，阳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—NO 2、—NO 还原成—NH 2,胺基类有机物的可生化性明显高于硝基类有机物；同样其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，破坏发色基团而除去色度，将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[7] ；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，从而消除了有机废水的色度，提高了废水的可生化性[8] 。 （2）铁离子的絮凝沉淀作用：微电解反应体系中产生大量二价和三价铁离子，特别是二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，在有氧或碱性条件下可形成氢氧化物，Fe(OH)3水解产生的Fe(OH)2+ 、
废水处理之铁碳微电解技术解析 1、铁碳微电解法概述 铁屑（较多使用铸铁屑）为铁-碳合金，当浸没在废水溶液中时，就构成一个完整的微电池回路，形成一种内部电解反应，这就是微电解。而在铸铁屑中再加入惰性碳（如石墨、焦炭、活性炭、煤等）颗粒时，铁屑与炭粒接触，形成的大原电池即为铁碳微电解法。 2、技术原理 铁碳微电解技术主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。 铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，当材料浸没在工业废水（例如焦化废水、电镀废水）中时，发生内部和外部两方面的电解反应。一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，使铁变为二价铁离子进入溶液。此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，因此在利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程，或者称之为存在微观和宏观的原电池反应。另外，为了增加电位差，促进铁离子的释放，也可在铁碳微电解填料中加入一定比例催化剂。 发生电化学反应过程如下： 阳极（Fe）：Fe-2e→Fe2+E（Fe/Fe2+）=0.44V 阴极（C）：2H++2e→H2E（H+/H2）=0.00V 反应中，产生了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。 若有曝气，还会发生下面的反应： O2+4H++4e→2H2OE（O2）=1.23V O2+2H2O+4e→4OH-E（O2/OH-）=0.41V Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+
铁碳微电解处理化工污水工艺 一、铁碳微电解工艺优点 1、提高废水的可生化性，可以达到化学沉淀除磷，可以通过还原除重金属，也可以作 为生物处理的前处理，利于污泥的沉降和生物挂膜。 2、适用范围广，处理效果好，成本低，操作维护方便; 3、不需要消耗电力资源，反应速度快，处理效果稳定，不会造成二次污染 二、铁碳微电解工艺处理化工污水的优势 无机化工污水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类基本化工原料的工业，这类生产中主要是冷却用水，排出的废水中含酸、碱、大量的盐类和悬浮物，有时还含硫化物和有毒物质。有机化工污水则成分多样，包括合成橡胶、合成塑料、人造纤维、合成染料、油漆涂料、制药等过程中排放的废水，具有强烈耗氧的性质，毒性较强，且由于多数是人工合成的有机化合物，因此污染性很强，不易分解。 铁碳微电解工艺优势-微电解技术近年来发展成处理污水行业的的佼佼者，铁碳微电解工艺可以实现去除废水COD，脱除色度，提高废水可生化性。那么铁碳微电解工艺用来处理化工污水具优势 1、设备体积小，占地少，因此该法被称为清洁处理法 2、铁碳微电解技术很大一部分作用可以提高可生化性，特别是有利于亲铁细菌成活。 3、无二次污染。铁碳微电解工艺无需添加任何氧化剂，絮凝剂等化学药品，电子转移 只在电极以及污水溶液之间进行，不会产生二次污染。 4、维护方便，一年消耗15%左右到时候一年添加一次就行。 5、工艺灵活。铁碳微电解工艺既可以单独处理，又可以和其他技术相结合，降低污水 中的污染物。 6、反应条件温和，在常温常压下就可以反应，不需要通电等措施。 7、成本低。吨水处理成本低，大约在一元钱左右。
三、铁碳微电解工艺的四大主要作用 1、去除重金属离子，降低废水毒性，比如大蒜废水，电镀废水。 2、降低高难度化工废水COD， 3、提高化工废水的可生化性。 4、降低染料、颜料、染料等废水的色度，
微电解水介绍 上一条新闻南网党组学习贯彻中央精神下一条新闻怎样计算导铜线的负载能力 enterlsb转载|栏目：技术交流| 2008-10-27 22:25:42.477 | 阅读13 次 一、什么是微电解超级能量活水素 微电解超级能量活水素是将采用俄罗斯航天技术制成的纳米材料与日本高能生化陶瓷及含有钙、锶、硒、锰、镁、铜、锂、锗等多种微量元素的火山岩矿石，特种稀土材料在高温状态下融合而成。它具备有卓越的光、电、磁、力、热吸收及催化敏感性，其能量高于一般稀土材料数千倍。将这种特殊的具超级能量的复合材料根据需要可以制成饮水机、加热壶；最方便的是便于携带的只有几厘米大小的圆饼或圆球。在与水接触的瞬间，可形成数万对电极，即对水产生电分解作用，使水中氢离子形成氢气逸出水面，并产生氢氧根负离子，使水变成弱碱性，pH值在7.4~11之间,具有极好的中和体内酸毒的能力;由于活性氢的产生，使水形成了高达-400mv的负电位，具有极强的还原性；同时由于微电解、远红外及磁场的作用，使大分子团水的分子链断裂，水分子的结构重新排列组合，形成充满活力的小分子团的六环水。这种状态的水分子排列整齐、内聚力强，分子间的吸附力小，表面张力小,是最接近人体细胞的水。它释放出的矿物质和多种微量元素具有抗衰老、防止动脉硬化和高血压等功效。超级能量活水素的作用使普通自来水变成了弱碱性,负电位,小分子团的生命水。使退化的、没有功能的大分子团的自来水变成了生理功能强，溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、乳化力、洗净力强的能量水。 二、为什么微电解超级能量活水素能造出优质的电解还原水 1.电解水质 微电解超级能量活水素与水接触时，瞬间会对水放电，使水发生电解，继续不断产生具有界面活性物质的负离子，使水中氢离子形成氢气逸出水面，并产生氢氧根负离子，使水变成弱碱性，pH值在7.4～11之间，弱碱性的水能中和人体内的酸毒；由于活性氢的产生，使水形成了高达-400mv左右的负电位，具有极强的还原性；能清除人体内多余的自由基。2.活化水效应 自来水的分子是由11～13个水分子缔合而成、动态平衡的大分子团水(受污染水约30～3 6个，成为失去活力的衰老水)。微电解超级能量活水素产生的电磁波，能将大分子团水裂
浅析微电解 摘要：本文首先阐述了铅锌废水来源及危害，然后分别分析了铁碳微电解和电絮凝气浮这两种废水处理技术的技术原理和优缺点，最后指出了微电解—电絮凝耦合技术的可行性和最佳工艺条件。abstract：this paper describes the lead and zinc wastewater sources and hazards, and then analyzes the technical principles and the advantages and disadvantages of iron-carbon micro electrolysis and electrical flocculation flotation wastewater treatment technologies, and concluded the feasibility and optimum conditions of the micro the electrolysis - electroflocculation coupling technology. keywords: micro-electrolysis; electroflocculation; coupling; lead and zinc; refining wastewater. 关键词：微电解；电絮凝；耦合；铅锌；冶炼废水 中图分类号：tf803.27 文献标识码：a 文章编号： 近年来，重金属污染事件频频发生，国家对含重金属废水整治给予了高度重视。铅锌冶炼工业是我国重金属污染物排放的有色金属行业中的污染物排放的主要大户之一。铅锌冶炼废水水质复杂，对环境污染重，其主要污染物包括重金属离子(铅、锌、镉、铬、钴、镍、铜等)、砷、酸、氟化物、氯化物等。目前国内外对该类废水的处理技术主要有中和法、硫化法、铁氧体法等，其中石灰中和法因其处理成本低、流程简单而被广泛使用，但该处理方法产渣量大、
微电解填料 在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中。 [1] 废水的铁内电解法的原理非常简单,就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极而腐蚀,电位高的碳做阴极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调节PH值到9左右，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。 如果要让铁碳床有分解有机大分子能力,一般需要加入过氧化氢,酸性废水与铁反应生成亚铁离子,亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。根据工程试验，铁碳床微电解刚开始的效果很理想,特别是处理酸性的有机废水。传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。 新型催化活性微电解填料有具有高电位差的金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术冶炼生产而成，具有铁炭一体化、熔合催化剂、微孔架构式合金结构、比表面积大、比重轻、活性强、电流密度大、作用水效率高等特点。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定，可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。 新型填料技术特点： (1)阴阳极及催化剂通过高温冶炼形成铁炭一体化，保证“原电池”效应持 续作用。不会像铁炭物理混合组配那样容易出现阴阳极分离，影响原电池反应。 (2)填料通过高温冶炼形成架构式微孔合金结构，比表面积大，活性强，不 钝化、不板结，阴阳极针对不同废水进行配比，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。
微电解工艺 微电解法是利用金属腐蚀的原理，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。该法具有适用范围处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有以废治废的意义，使得该工艺技术自诞生开始，即在美、苏、日等国家引起广泛重视，已有很多的专利，并取得了一些实用性的成果。该工艺是在20世纪70年代应用到废水治理中的，而我国从20世纪80年代开始在这一领域的研究也已有不少文献报导。特别是近几年来，进展较快，在印染废水，电镀废水，石油化工以及含砷含氰废水的治理方面相继有研究报导，有的已投入实际运行。 基本原理 微电解反应器内的填料主要有两种：一种为单纯的铁刨花；另一种为铸铁屑与惰性碳颗粒（如石墨、活性炭、焦炭等）的混合填充体。两种填料均具有微电解反应所需的基本元素：Fe和C。低电位的Fe与高电位的C在废水中产生电位差，具有一定导电性的废水充当电解质，形成无数的原电池，产生电极反应和由此所引起的一系列作用，改变废水中污染物的性质，从而达到废水处理的目的。 ①电极反应 阳极（Fe）： Fe －2e → Fe2+ E（Fe / Fe2+）＝0.44V 阴极（C）： 2H＋＋2e → H 2 E(H＋/ H 2 )＝0.00V 当有氧存在时，阴极反应如下： O 2 ＋4H＋＋4e → 2H 2 O E (O 2 )＝1.23V O 2＋ 2H 2 O ＋4e → 4OH－ E（O 2 /OH－）＝0.41V 由上述反应的标准电极电位E0可知，酸性充氧条件下电极反应的E0最大，有 O 2 存在的情况下电极反应进行的最快，该反应不断消耗废水中的H+，使得ph值上升。因此，ph值低、酸度大时，氧的电极电位提高，微电池的电位差加大，促进了电极反应的进行。从理论上解释了酸性废水微电解反应效果好的原因。 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：（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、硝基化合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。 ③电化学附集 在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，当这些胶粒处于电场下时将产生电泳
1、技术概述： 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。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H]、Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。https://www.doczj.com/doc/3b6419490.html, 2、技术特点： (1)反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时； (2)作用有机污染物质范围广，如：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; (3)工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解反应剂。微电解剂只需定期添加无需更换，添加也无需进行活化直接投入即可； (4)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； (5)具有良好的混凝效果，色度、COD去除率高，同时可在很大程度上提高废水的可生化性。 (6)该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； (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，在降解COD的同时提高废水的可生化性，可确保废水处理后稳定达标排放。也可对生化后废水进很行微电解或微电解联合生物滤床的工艺进行深度处理。 (8)该技术各单元可作为单独处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺，利于污
首页关于光博产品介绍技术服务联系光博诚征代理客户留言 污 水处理知识招聘信息公司博客 详细信息 山东光博污水处理/山东污水处理公司/济南污水处理公司/污水处理=> 微电解技术在污水处理中的作用 【打印此页】【返 回】 发布日期：[2008-8-19] 共阅[215]次 在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中。废水的铁内电解法的原理非常简单,就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。为了增加电位差，促进 铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。 经微电解后，BOD/COD升高了，那是因为一些难降解的大分子被碳粒所吸附或经铁离子的絮凝而减少。不少人以为微电解可有分解大分子能力,可使难生化降解的物质转化为易生化的物质，并搬出理论依据是“微电解反应中产生的新生态［H］可使部分有机物断链，有机官能团发生变化”。但用甲基澄和酚做试验并没有证实微电解有分解破化大分子结构能力。 如果要让铁碳床有分解有机大分子能力,一般需要加入过氧化氢,利用微电解产生的亚铁离子催化,生成羟基自由基才有可能分解转化有机污染物。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。根据工程试验，铁碳床微电解刚开始的效果很理想, 特别是处理酸性的有机废水，但运行两个月后，效果急剧下降。一方面，铁泥堵塞，另一方面炭也吸附饱和。反冲洗可减缓铁泥堵塞，但解决不了效果下降问题, 往往需要更换填料,而在在实际工程中更换填料工作量很大。 另外，微电解大都是采用固定式的铁碳床工艺，而铁碳床的板结是一个非常令人头痛的问题。有人称他们的微电解技术可解决板结问题，只要用固定床，板
铁碳微电解工艺处理各类废水实验及效果 铁碳微电解法可以用来处理各种高难度废水，废水的种类有哪些呢?处理的效果是怎么样的呢?下面普茵沃润小编就给大家详细介绍一下。铁碳微电解工艺如何处理废水?效果如何? 普茵沃如铁碳微电解工艺的优势： 1.降低废水COD 2.破环断链，提高废水可生化性 3.去除重金属离子，降低废水的毒性 4.脱除废水的色度 那么这个四个方面是如何应用在案例中的呢? 1)制药废水 目前，制药废水处理面临的主要问题是污染物种类多、浓度高且成分复杂，冲击负荷大，部分废水中抗生素的存在抑制生化处理时微生物的生长，可生化性差，色度高等特点。工程实践表明，铁碳微电解法对各种成分的制药废水COD、色度都具有较好的去除效果，同时B/C有所提高。 2) 焦化废水 目前我国对焦化废水主要的处理工艺主要是A/O和A-A/O工艺，但是由于出水中含有高浓度的氨氮、高毒性的CN和以及难以生物降解的有机物等，对微生物均有抑制作用。因此，有人利用微电解技术对A2/O进水或者出水分别进行预处理和深度处理，最后使出水达到了国家一级排放标准。利用铁碳微电解和Fenton试剂联合氧化法对焦化废水进行预处理，大大降低了后续生物处理的有机负荷并提高了生物处理的效率。 3)印染废水 印染废水中的有机污染物主要来源于染料及染整添加剂，近年来由于印染技术的不断进步和有机合成染料新产品的不断出现，使得印染废水具有pH低，色泽深，毒性大，生物可降解性差等特点。因此，铁碳微电解用于印染废水的处理体现出了其他工艺不可比拟的优势。用铁炭微电解法对印染废水进行处理，结果表明pH为3，接触时间20～30 min，色度的去除率都能达到90%以上，COD
铁碳微电解技术 一、铁碳微电解法概述 铁屑(较多使用铸铁屑)为铁-碳合金,当浸没在废水溶液中时,就构成一个完整的微电池回路,形成一种内部电解反应,这就是微电解。而在铸铁屑中再加入惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)颗粒时,铁屑与炭粒接触,形成的大原电池即为铁碳微电解法。 二、技术原理 铁碳微电解技术主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。 铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，当材料浸没在废水中时，发生内部和外部两方面的电解反应。一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，使铁变为二价铁离子进入溶液。此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，因此在利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程，或者称之为存在微观和宏观的原电池反应。另外，为了增加电位差，促进铁离子的释放,也可在铁碳微电解填料中加入一定比例催化剂。 发生电化学反应过程如下： 阳极(Fe):Fe - 2e→Fe2+ E(Fe/Fe2+)=0.44V 阴极(C) :2H+ + 2e→H 2 E(H+/H 2 )=0.00V 反应中，产生了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。 若有曝气，还会发生下面的反应： O 2+ 4H+ + 4e→ 2H 2 O E(O 2 )=1.23V
O 2+ 2H 2 O + 4e → 4OH- E(O 2 /OH-)=0.41V Fe2+ + O 2 + 4H+ → 2H 2 O + Fe3+ 反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水 解生成聚合度大的Fe(OH) 3 胶体絮凝剂,可以有效地吸附、凝聚水中的悬浮物及 重金属离子,且吸附性能远远高于一般的Fe(OH) 3 ，从而增强对废水的净化效果。 三、工艺流程 图1 铁碳微电解技术工艺流程 铁碳电极反应需要在酸性条件下进行反应才能达到较好的效果，因此在反应之前需要将废水pH值调至3~4,反应结束后pH值为5.7左右，一般的为了除去废水中存在的Fe2+和Fe3+需要加碱将出水pH值调至弱碱性。 四、工艺特点 1、反应速度快。填料采用微孔活化技术，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。 2、作用污染物范围广。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。