电化学反响的氧化复原。
铁屑对絮体的电附集和对反响的催化作用。电池反响产品的混凝，新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的归纳效应的成果。其间首要作用是氧化复原和电附集，废铁屑的首要成分是铁和碳，当将其浸入电解质溶液中时,因为Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,因而会构成许多的微电池系统,在其作用空间构成一个电场，阳极反响生成许多的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,构成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反响发作许多新生态的[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作氧化复原反响,使有机大分子发作断链降解,然后消除了有机物特别是印染废水的色度,进步了废水的可生化度,且阴极反响耗费了许多的H+生成了许多的OH-,这使得废水的pH值也有所进步。
当废水与铁碳触摸后发作如下电化学反响:
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,阴极反响如下:
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有实验在铁碳反响后加H2O2，阳极反响生成的Fe2+可作为后续催化氧化处理的催化剂,即Fe2+与H2O2构成Fenton试剂氧化系统。阴极反响生成的新生态[H]能与废水中许多组分发作氧化复原反响,损坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团),使其脱色。经过铁碳曝气反响,耗费了许多的氢离子,使废水的pH值升高,为后续催化氧化处理创造了条件。
催化氧化原理 向废水中投加适量的H2O2溶液与废水中的Fe2+组成试剂,它具有极强的氧化才能,特别适用于难降解有机废水的办理。Fenton试剂之所以具有极强的氧化才能,是因为HO被Fe催化分化发作•OH(羟基自由基)。
生化功能改善和色度去除的机理
微电解对色度去除有显着的作用。这是因为电极反响发作的新生态二价铁离子具有较强的复原才能,可使某些有机物的发色基团硝基—NO2 、亚硝基—NO 复原成胺基—NH2 ,另胺基类有机物的可生化性也显着高于硝基类有机物;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-) 的双键翻开,使发色基团损坏而除掉色度,使部分难降解环状和长链有机物分化成易生物降解的小分子有机物而进步可生化性。此外,二价和三价铁离子是杰出的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调理废水的pH 可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉积,吸附污水中的悬浮或胶身形的细小颗粒及有机高分子,可进一步下降废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。
微电解处理废水自诞生以来，便引起国内外环保研讨学者的重视，并进行了许多的研讨!已有许多专利和有用技能成果。最近几年，微电解处理工业废水发展十分敏捷，现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗刷、印刷电路板出产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程，并收到了杰出的经济效益和环保作用。微电解工艺对废水的脱色有杰出处理的作用，且以废治废，运转费用低，因而在我国将具有杰出的工业运用远景。
现在国内外微电解设备均是固定床，其特色是结构简略，推流性好，但存在不少有用性问题：一是功率不高，反响速度不快；二是床体易板结，构成短路和死区；三是铁屑弥补劳动强度大。
内电解法处理工业废水中存在的问题
内电解法对不同结构，不同性质的染料的作用机理各异，需进一步探讨脱色降污作用机理及最佳处理工艺。根据各类染料的特色，特别处理高浓度废水时，需找出与混凝法、生化法、曝气氧化法等合作的适合工艺，有用战胜该法去除率偏低的缺陷。
在处理酸性废水电化腐烛速率高而中性偏酸废水电极吸附及新生铁离子水解、絮凝作用好这对立。挑选有用催化剂、助剂使之能在较广PH范围内发挥电化腐烛及絮凝吸附最佳作用。特别是在酸性废水中，虽脱色率较高，但铁溶出量大，污泥量亦大。要采纳有用办法尽量削减污泥量，减低污泥含水率以避免发作二次污染。
挑选适宜的铁屑活化办法，规划合理的过滤床，处理铁屑易钝化、易结块然后呈现沟流等坏处.进步处理功率。
问题及对策
铁床作为一种废水处理设备，现在无论从理论上仍是从实践上来讲，都有待进一步完善和改善。在实践运转中，常会呈现填料钝化、板结以及出水“返色”等现象，这是在实践工程中有必要妥善处理的问题。
1）关于填料钝化问题
铁床经过一段时刻的运转后，填料外表会构成钝化膜，废水中的悬浮颗粒也会部分沉积在填料外表上，这样就阻隔了填料与废水的有用触摸，导致铁床处理作用下降。铁床的运转周期应经过实践运转确定，一般为20 d左右，浸洗活化时刻可选用2-3 h。
2）关于填料板结问题
铁床填料的板结除了导致铁床内部废水流态恶化致使处理作用下降外，还会使填料更换的难度大大添加。
经过在铁床填料中参加恰当的辅料能够有用避免填料呈现板结现象，同时也有利于气、液、固砚相充沛触摸，进步处理作用。辅料可选用X50聚乙烯多面空心球。
选用流化床设备也能较好地处理铁床填料的板结问题。但高的出资费用、运转费用及操作办理要求使此种设备的运用遭到必定约束。
铁碳内电解柱运转一段时刻后,铁屑易结块,呈现沟流等现象,大大影响了处理作用。现在吴全义等选用铁屑高频结孔技能可有用避免铁屑结块现象的发作,但此技能有待进一步的研讨和完善
选用铁、炭流化床反响器对染料废水进行预处理,战胜了固定床铁炭反响器外表易钝化、填料易结块及运转作用随运转时刻的延伸而逐步下降的缺乏。
在对反响器内部结构作恰当调整后,能够方便地将传统的固定床工艺改造为流化床工艺。这样,不仅可进步预处理作用,并且大大方便了设备操作和运转办理。
3）关于铁床出水“返色”问题
一些染料废水经铁床脱色后，在较短时刻内呈现色彩逐步加深的现象。关于这种“返色”现象的原因，遍及认同的观点是:铁床填料和废水反响，损坏了染料分子的发色或助色基团，但染料分子仅仅转变成了无色的小分子有机物，依旧存在于废水中，这些小分子有机物具有必定的逆反响趋势。但经过实验作者发现，关于一些类型的染料废水，当中和沉降pH值为8-8 . 5时，这种“返色”现象除表现在废水色彩逐步加深外，废水还会逐步变污浊，较长时刻静置后，会呈现少数较深色彩的沉积物。经剖析，此为Fe (OH)3沉积。这种现象很容易解释:Fe2+被氧化成了Fe3+，而它们的水解产品Fe(OH )2和Fe(OH ) 3的溶度积常数相差1021倍以上。
基于以上剖析，作者认为，Fe2+末彻底去除会在必定程度上加剧这种“返色”现象。因而，处理铁床出水“返色”问题，除应考虑在后续处理工艺中彻底脱除发色母体外，还应在中和沉降时调理pH值至9以上，使Fe2+彻底沉积或加人恰当的氧化剂(如O2、H2O2和O3等)使Fe2+敏捷被氧化成Fe3+后以Fe (0H)3胶体方式析出。
4）铁碳法通常是在酸性条件下进行的,但酸性条件下,溶出的铁屑量大,加碱中和时发作的沉积物多,添加了脱水工序的担负,并且废渣的处理也成了问题。现在一般将废渣送至炼铁厂处置或掺合制造建筑材料。
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