難降解廢水預(yù)處理技術(shù)

Fe-C微電解技術(shù)（一）概述電解—電解質(zhì)溶液在直流電流作用下，在兩電極上分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。電解法就是利用電解的基本原理，使廢水中有害物質(zhì)通過(guò)電解過(guò)程，在陰陽(yáng)兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，以轉(zhuǎn)化成無(wú)害物，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。一、概述1.電解氧化法

主要用于去除水中氰、酚、以及COD、S2-、有機(jī)農(nóng)藥等。在處理中通常加入一定量的食鹽，以增加溶液導(dǎo)電性。2.電解還原法（1）電解還原法處理含鉻廢水當(dāng)原水含鉻在100mg/L以下時(shí)，采用電解法的處理費(fèi)用不比化學(xué)還原法高。此法主要缺點(diǎn)是鋼材消耗量大，污泥處理及利用問(wèn)題尚未解決。（2）電沉積法去除與回收廢水中的重金屬離子（二）

電解法的應(yīng)用一、概述一、概述一、概述3.電解浮上法廢水電解時(shí)，由于水的電解及有機(jī)物的電解氧化，在電極上會(huì)有氣體（如H2、O2、CO2、Cl2等）析出。借助于電極上析出的微小氣泡而浮上分離疏水性雜質(zhì)微粒的處理技術(shù)。4.電解凝聚法電解凝聚（也稱電混凝）是以鋁、鐵等金屬為陽(yáng)極，在直電流的作用下，陽(yáng)極被溶蝕，產(chǎn)生Al3+、Fe2+等離子，再經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過(guò)程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)和物，多核羥基絡(luò)和物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)，懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。一、概述鐵炭微電解又稱內(nèi)電解法、鐵炭法、鐵屑過(guò)濾法、零價(jià)鐵法等。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始這一領(lǐng)域的研究，目前已成功用于治理印染廢水、金屬?gòu)U水、含酚廢水、造紙廢水、炸藥廢水、農(nóng)藥廢水等工業(yè)廢水。微電解法既可單獨(dú)用于處理有機(jī)廢水，又可與其它方法聯(lián)用，比如Fenton法、混凝法、生物法......微電解法是基于金屬材料(鐵、鋁等)的電化學(xué)腐蝕原理，將鐵屑或者鐵。受泡在電解質(zhì)溶液中形成無(wú)數(shù)微小的腐蝕原電池來(lái)處理廢水。是絮凝吸附、卷掃、共沉、電化學(xué)還原等多種作用綜合的結(jié)果。微電解（內(nèi)電解）與電解（外電解）的區(qū)別：微電解工藝過(guò)程中不需要外接電源。二、微電解鐵碳微電解是當(dāng)將鐵屑和碳顆粒浸沒(méi)在酸性廢水中時(shí)，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。陽(yáng)極反應(yīng)生成大量的Fe2+進(jìn)入廢水，進(jìn)而氧化成Fe3+，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機(jī)物尤其是印染廢水的色度，提高了廢水的可生化度，且陰極反應(yīng)消耗了大量的H+生成了大量的OH-，這使得廢水的pH值也有所提高。二、微電解當(dāng)廢水與鐵碳接觸后發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng):陽(yáng)極：Fe-2e—→FeEo(Fe/Fe)=0.4V陰極：2H++2e—→H2Eo(H+/H2)=0V當(dāng)有氧存在時(shí)，陰極反應(yīng)如下：O2+4H++4e—→2H2OEo(O2)=1.23VO2+2H2O+4e—→4OH-Eo(O2/OH-)=0.41V（一）反應(yīng)機(jī)理二、微電解1.[H]、Fe和Fe2+的還原作用新產(chǎn)生的Fe表面及反應(yīng)中產(chǎn)生的大量新生態(tài)的Fe2+和[H]具有較強(qiáng)的活性，能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開(kāi)環(huán)等作用，使發(fā)色基團(tuán)破壞而除去色度，使部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。（二）微電解作用二、微電解如硝基化合物得到電子變成為胺基化合物；烯烴、炔烴得電子轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜔N或大分子不飽和烴斷鏈為小分子有機(jī)物等，若廢水中含有小分子的脂肪酸和芳香酸，則會(huì)與Fe2+及Fe3+直接反應(yīng)形成非水溶性鹽而除去。對(duì)于重金屬離子如Cu2+、Pb2+的廢水，F(xiàn)e能直接將其置換而沉積在表面，構(gòu)成新的原電池，強(qiáng)化微電解作用。此外Fe2+在[H]的作用下可以將偶氮鍵斷裂，F(xiàn)e2+起到還原劑的作用。二、微電解2.電場(chǎng)作用有機(jī)廢水是一種膠體溶液體系，在該體系里，因?yàn)閺U水中分散相表面的電荷能產(chǎn)生維持平衡力，使得微細(xì)的雜質(zhì)能穩(wěn)定的存在于溶液中。而當(dāng)這些膠體粒子和細(xì)小分散的污染物受到微電場(chǎng)的作用后便會(huì)產(chǎn)生電泳，向相反電荷的電極移動(dòng)，聚集在電極上，形成大顆粒而除去。二、微電解3.吸附作用一般所用的微電解材料如焦炭、活性炭、鑄鐵屑等具有豐富的比表面積及很高的表面活性，能吸附多種金屬離子，且在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)對(duì)有機(jī)分子有較強(qiáng)的吸附。二、微電解4.混凝沉淀作用從陽(yáng)極得到的Fe2+在有氧和堿性條件下，會(huì)生成Fe(OH)2和Fe(OH)3：Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe2++8OH-+O2+2H20→4Fe(OH)3生成的Fe(OH)3是膠體絮凝劑，它比一般藥劑水解得到的Fe(OH)3的吸附能力要強(qiáng)，廢水中的懸浮物以及由微電解作用產(chǎn)生的不溶物和構(gòu)成色度的不溶性有機(jī)無(wú)可被其吸附沉淀。二、微電解5.氣浮作用在酸性或偏酸性溶液中，產(chǎn)生的H2使廢水溶液中有大量微小氣泡生成，一方面使廢水中懸浮物粘在小氣泡上并上浮到水面，另一方面也起到攪拌、震蕩的作用，減弱濃差極化，加速電極反應(yīng)的進(jìn)行。二、微電解（三）鐵碳微電解的影響因素1.pH值對(duì)處理效果的影響pH值對(duì)鐵碳處理有很大影響，進(jìn)水的pH值越低，CODCr去除率越高。結(jié)論是進(jìn)水pH值一般為2到4之間。原因低pH能提高氧的電極電位，加大微電解的電位差，促進(jìn)電極反應(yīng)。但pH過(guò)低會(huì)導(dǎo)致鐵的消耗量大，產(chǎn)生的鐵泥也多，增加了處理費(fèi)用。2.HRT對(duì)處理效果的影響結(jié)論是停留時(shí)間從30min到120min，CODCr去除率逐步升高，其后再延長(zhǎng)停留時(shí)間對(duì)出水效果影響不大。二、微電解3.鐵碳比鐵碳按1∶1的體積比或者質(zhì)量比為2：1裝入反應(yīng)器。4．溫度在10℃的時(shí)候處理效果不好。溫度提高，電解速度加快，但只要達(dá)到常溫就可以到達(dá)預(yù)期的處理效果。5.進(jìn)水COD濃度對(duì)鐵碳池反應(yīng)幾乎沒(méi)有影響。6．曝氣時(shí)間曝氣量的增加會(huì)提高CODCr的去除率,增加了水中的溶解O2。當(dāng)曝氣量達(dá)到3L/min后，CODCr去除率的提高就緩慢多了。二、微電解鐵碳微