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铁碳填料 微电解填料 微电解设备

 

普茵沃润环保铁碳微电解填料简介

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,并且不需消耗电力资源,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。该工艺是在20世纪7O年代应用到废水治理中的,而我国从2O世纪8O年代开始这一领域的研究,但是当时存在填料板结的严重问题。因为板结问题该技术在当时没有得以大范围推广。近年来,本公司通过高温冶炼技术,将铁碳融合为一体,形成一种新型的铁碳微电解填料。这种铁碳一体填料克服了板结的外在条件,使得微电解技术在近期进展较快,在印染废水、电镀废水、线路板废水、橡胶助剂废水、有机硅废水、双氧水废水、树脂废水、硝基苯废水、苯胺废水、制药废水、焦化废水、造纸废水、石油化工废水及含砷含氰废水的治理方面得到广泛应用。

新型铁碳微电解填料在克服板结方面的突破:

铁碳微电解技术的发展可以分为三个阶段:

*阶段:

本阶段的铁碳床是由小颗粒的铁屑和小颗粒的碳粒构成的。使用方法就是首先将铁屑和碳粒混合均匀然后填装在反应罐体里面,然后让水流通过,以达到净水的目的。但是运行几日内铁屑和碳粒就会结块,反映效果急剧下降,并且造成罐体废弃。

第二阶段:

本阶段针对板结问题在反应设备中加入了搅拌设施。搅拌设施对于克服板结起到了一定作用,但是因为没有从根源上面克服板结的条件,短期内也会因为旋转力矩越来愈大而导致电机功率不够用,Z终使得设备不能运转。

第三阶段:

通过本公司的技术攻关,*改变了填料的存在状态,本公司通过高温冶炼技术将铁和碳融合为一体。使得铁碳微电解填料由两种物质转变为单一物质,而这种物质不具有相互粘结的化学性质,因此*解决了板结问题并且省去了外力搅拌。

铁碳微电解基本原理:

(1) 电极反应

铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和炭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,因而会形成无数的原电池系统,在其作用空间构成一个电场。

铁炭原电池反应:

阳极:Fe - 2e → Fe2 E (Fe/Fe2 ) = 0.44V

阴极:2H 2e → H2 E (H /H2) = 0.00V

当有氧存在时,阴极反应如下:

O2 4H 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V

O2 2H2O 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V

一般微电解反应为:铁原子与炭原子是紧挨着或分开而形成原电池反应。这种铁炭接触不利于电子的转移,电荷效率较低,因此废水中有机物的去除效率一般也较低。同时当铁炭一旦分层将更不利于有机物的去除。

架构而形成的原电池反应:这种铁炭接触不存在铁与炭的分层问题,因此更有利于电子的转移,电荷效率较高,废水中有机物的去除效率也较高。

(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,例如:
(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、硝基化台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。

电化学附集

当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,当这些胶体处于电场下时将产生电泳作用而被附集。
在电场的作用下,胶体粒子的电泳速度可由下式求出:
式中: V——胶体粒子的电泳速度(cm/s)
——电位(V)
D——分散介质的介电常数
E——电场强度(V/cm)
——分散介质的粘度(Pa匠)
K——系数
从理论上计算20s就可完成电泳沉积过程。

物理吸附

在弱酸性溶液中,填料丰富的比表面积显出较高的表面活性,能吸附多种金属离子,能促进金属的去除。

铁的混凝沉淀

在酸性条件下,会产生Fe2 和Fe3 。Fe2 和Fe3 是很好的絮凝剂,把溶液pH调至碱性且有O2存在时,会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝剂,发生絮凝沉淀。反应式如下:
生成的Fe(OH)3 是胶体絮凝剂,它的吸附能力高于一般药剂水解得到的Fe(OH)3吸附能力。这样,废水中原有的悬浮物,通过微电池反应产生的不溶物和构成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

铁离子的沉淀作用
在电池反应的产物中,Fe2 和Fe3 也将和一些无机物发生反应生成沉淀物而去除这些无机物,以减少其对后续生化工段的毒害性。如S2一、CN-等将生成FeS、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。


工艺影响因素及设计参数:

影响微电解工艺处理废水效果的因素有许多,如pH值、停留时间、处理负荷、铁碳比、通气量等。这些因素的变化都会影响工艺的效果,有些可能还会影响到反应的机理。

pH

通常pH值是一个比较关键的因素,它直接影响了铁碳微电解填料对废水的处理效果,而且在pH值范围不同时,其反应的机理及产物的形式都大不相同。一般低pH值时,因有大量的H+,而会使反应快速地进行,但也不是pH值越低越好,因为pH值的降低会改变产物的存在形式,如破坏反应后生成的絮体,而产生有色的Fe2+使处理效果变差。因此,一般控制在pH值为偏酸性条件下,当然这也因根据实际废水性质而改变。

停留时间

停留时间也是工艺设计的一个主要影响因素,停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短。停留时间越长,氧化还原等作用也进行得越*,但由于停留时间过长,会使铁的消耗量增加,从而使溶出的Fe2+ 大量增加,并氧化成为Fe3+,造成色度的增加及后续处理的种种问题。所以停留时间并非越长越好,而且对各种不同的废水,因其成分不同,其停留时间也不一样。停留时间还取决于进水的初始pH值,进水的初始pH值低时,则停留时间可以相对取得短一点;相反,进水的初始pH值高时,停留时间也应相对的长一点。

通气量

对铁屑进行曝气利于氧化某些物质,如三价砷等,且可以增加出水的絮凝效果,但曝气量过大也影响水与铁屑的接触时间,使去除率降低。在中性条件下,通过曝气,一方面提供更充足的氧气,促进阳极反应的进行。另一方面也起到搅拌、振荡的作用,减弱浓差极化,加速电极反应的进行,并且通过向体系加入催化剂改进阴极的电极性能,提高其电化学活性来促进电极反应的进行,已取得了显著效果。

温度

温度的升高可使还原反应加快,但是加快较大的是反应初期,且由于维持一定的温度需要保温等措拖,一般的工业应用不予以考虑,均在常温下进行反应。

微电解技术的优点:

微电解工艺从开始应用到现今已表现出了许多的优点,具体可概述如下:
(1)处理成本低,每吨废水的处理费用一般为0.4-0.6元左右。
(2)可同时处理多种污染物质,占地面积小,系统构造简单,整个装置易于定型化及设备制造工业化。
(3)适用范围广,在多个行业的废水治理中都有应用,如印染废水、电镀废水、石油化工废水、焦化废水、硝基苯废水、苯胺废水、线路板废水、有机硅废水、制药废水、畜牧废水、橡胶助剂废水、双氧水化工废水等,均取得了较好的效果。
(4)处理效果好,从各个厂的实际运行来看,该工艺对各种污染物质的去除效果均较理想。
(5)使用寿命长,填料的使用寿命为6年。操作维护方便,微电解塔(床)只要定期地添加铁碳微电解填料损耗的部分便可,无需更换填料。
普茵沃润环保欢迎广大客户来电咨询或来我公司考察指导。届时我们愿与您一起以产品为纽带缔结友谊、共筑辉煌!

详细信息

铁炭填料【咨询】一、高效微电解规整填料高浓度有机废水特别是高盐、高浓度、高氨氮有机废水处理,一直是国内众多环保工作者及管理部门关注的难题。随着我国化学工业的快速发展,各种新型的化工产品被应用到各行各业,特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中,在提高产品质量、品质的同时也带来了日益严重的环境污染问题,主要表现在:废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差,常规工艺难以实现达标排放,且处理成本高,给企业节能减排带来*的压力。 新型微电解填料是我公司针对当前有机废水难降解、难生化的特点而研发的一种多元催化氧化微电解填料。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,属新型投加式无板结的高效微电解填料。作用于废水,可达到高效去除COD、降低色度、提高可生化性,处理效果稳定持久的效果,同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象,该微电解填料是微电解反应持续作用的重要保证,为当前高浓度化工废水的处理的技术拓展思路。 二、新型催化剂技术原理 催化氧化-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无数羟基,新生态[H]、Fe2 +等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,能有效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而对废水进行处理。 该方法具有适用范围广、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。 传统上催化氧化-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。 三、新型催化剂技术特点 (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) 废水经催化氧化-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,还可以通过还原去除重金属; (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行催化氧化-微电解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,也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。 四、催化氧化技术应用范围 高效微电解填料技术特别针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理,可大幅度地降低废水的色度和COD,提高B/C比值即提高废水的可生化性;可广泛应用于印染、化工、电镀、制浆造纸、制药、洗毛、农药、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程。 ⑴ 染料、印染废水;焦化废水;石油化工废水;上述废水在脱色的同时,使处理水中的BOD/COD值显著提高。 ⑵ 石油废水;皮革废水;造纸废水、木材加工废水;上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。 ⑶ 电镀废水;印刷废水;采矿废水;其他含有重金属的废水;可以从上述废水中去除重金属。 ⑷ 有机磷农业废水;有机氯农业废水;大大提高上述废水的可生化性,且可除磷,除硫化物 五、技术指标优势 1、 由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金,保证“原电池”效应持续高效,不会像物理混合那样出现阴阳极分离,影响原电池反应。 2、 架构式微孔结构形式,提供了*的比表面积和均匀的水气流通道,对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。 3、 活性强,比重轻,不钝化、不板结,反应速率快,*运行稳定有效。 4、 针对不同废水调整不同比例的催化成份,提高了反应效率,扩大了对废水处理的应用范围。 5、 在反应过程中填料所含活性铁作为阳极不断提供电子并溶解进入水中,阴极碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后,可通过直接投加的方式实现填料的补充,及时恢复系统的稳定,*地减少了工人的操作强度。 6、 填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。7、处理成本低,在大幅度去除有机污染物的同时,可*地提高废水的可生化性。 8、 配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化,满足多种需求。 9、规格:Φ85*30。填料形式多样,有齿轮状、多孔板状及其他,大小可定制。 10、技术参数:比重: 1.1t/m3,比表面积:1.2m2/g,孔隙率:68.5% ,物理强度:≥1000kg/cm2,化学成分:Fe 75-85%,C 10-20%,催化元素5%-8%。新型活性催化氧化(微电解)填料与传统型微电解填料对比资讯 元

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