鐵碳微電解工藝又稱為內電解法、零價鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法,是近30年來被泛應用于染料、印染、重金屬、農藥的一種新興的電化學方法,鐵碳微電解具有使用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便的特點,尤其對于高鹽度,高COD以及色度較高的工業廢水是的處理都能夠達到較高的去除率。經鐵碳微電解處理過的難生物降解的廢水B/C比大大提高,提高后續生物處理的處理效果。國內一般將該工藝用于廢水的預處理,或者于其他工藝聯合以達到去除污染物的目的。本文綜述了鐵碳微電解法的機理,以及在廢水處理中的應用,并對于以后的研究研究作了進一步的探討。
1 鐵碳微電解的作用機理
鐵碳微電解工藝的電解材料一般采用鑄鐵屑和活性炭或者焦炭,當材料浸沒在廢水中時,發生內部和外部兩方面的電解反應。一方面鑄鐵中含有微量的碳化鐵,碳化鐵和純鐵存在明顯的氧化還原電勢差,這樣在鑄鐵屑內部就形成了許多細微的原電池,純鐵作為原電池的陽極,碳化鐵作為原電池的陰極;此外,鑄鐵屑和其周圍的炭粉又形成了較大的原電池,因此在利用微電解進行廢水處理的過程實際上是內部和外部雙重電解的過程,或者稱之為存在微觀和宏觀的原電池反應(鐵碳微電解對造紙黑夜的研究)
電極反應生成的產物(如新生態的H+)具有很高的活性,能夠跟廢水中多種組分發生氧化還原反應,包括許多難生物降解(如染料)和有毒的物質(如硝基苯)都能夠被有效的降解;同時,金屬鐵能夠和廢水中金屬活動順序排在鐵之后的重金屬離子焦炭和廢鐵屑微電解預處理垃圾滲濾液的研究發生置換反應;其次,經鐵碳微電解處理后的廢水中含有大量的Fe 2+ ,將廢水調制中性以及曝氣之后則生成絮凝性極強的Fe(OH)3,能夠有效的吸附廢水中的懸浮物及重金屬離子如Cr3,其吸附性能遠遠高于一般的Fe(OH)3絮凝劑。(鐵碳微電解法用于模擬廢水脫色的研究)。鐵碳微電解就是通過以上的各種作用達到取出水中污染物質的目的。
2 鐵碳微電解技術在廢水處理中中的研究進展
2.1 在印染廢水處理中的應用
鐵碳微電解技術作為一種新的廢水處理手段最初就是應用于印染廢水的處理,并取得良好的效果。印染廢水中的有機污染物主要來源于染料及染整添加劑,近年來由于印染技術的不斷進步和有機合成染料新產品的不斷出現鐵碳微電解法處理印染廢水的試驗研究,使得印染出水具有了pH 低,色澤深,毒性大,生物降解性差等特點。因此,鐵碳微電解用于印染廢水的處理恰恰就體現的其他工藝不可比擬的優勢。梁耀開等人分別對色度300倍,COD為602mg/L,pH為9.76和色度700倍,COD為1223mg/L,pH為5.76 的兩種不同的印染廢水進行處理,研究發現,當鐵碳體積比為1:1,pH為3.0左右,反應時間20~30 min時,對色度的去除率能夠達到95%以上,同時COD的去除率能也能夠達到60~70%。
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