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铁碳微电解填料在处理农药废水中的作用效果

来源:皓泉水处理 作者:www.hnhqtl.com 日期:20-10-28 浏览:

     

      污水的种类有很多,不同的污水处理方法是不同的。对于一般的污水我们可以选择过滤材料或者净水药剂来净化处理,而对于高难度复杂性水质的难降解污水,我们一般选用铁碳微电解填料来处理。铁炭微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。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[9]。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。
     微电解工艺技术的研究始于20世纪60年代,主要应用金属腐蚀原理组成的原电池对废水进行处理。20世纪70年代,前苏联的科学工作者把铁屑用于印染废水的处理,20世纪80年代我国引入此法进行了许多研究[10]。王晓阳采用铁炭微电解填料降解高浓度制药废水,最佳反应条件pH为3,铁炭比1:1,固液比为0.15,反应时间为100min,废水的色度去除率超过80%,CODCr的去除率接近60%,BOD5/COD值由原来的不足0.10提高到0.43[11]。周立峰等采用铁碳微电解预处理农药废水,废水中含有大量的有机物和无机盐,CODCr达到98000mg/L。在最佳运行条件下CODCr去除率达到50.52%。BOD5/COD值由原来的不足0.10提高到0.32[12]。
     臭氧与微电解有三种耦合方式:先臭氧后微电解(臭氧-微电解)、先微电解后臭氧(微电解-臭氧)和臭氧/微电解一体式。不同耦合方式强化处理效果的过程不同。臭氧-微电解先利用臭氧强氧化能力使大部分有机物得到降解,同时废水中碱性pH条件能充分发挥其氧化能力,使废水中pH得到降低,有利于提高后续微电解工艺对有机物的去除效率;具有缓冲pH值和提高处理效率高的优势。微电解-臭氧先利用微电解对废水中的色度和有机物去除至一定程度,因pH值较高而比臭氧一微电解工艺中微电解的处理效率低;但是,微电解溶出的铁离子进入臭氧单元能够强化臭氧的处理效果;微电解后废水的pH值会提高亦有利于提高臭氧的处理效率。臭氧/微电解中微电解填料的主要成分是零价铁和活性炭,其与臭氧结合时均能发挥协同强化作用,促进臭氧分解产生更多的羟基自由基,进而提高处理效能;此外,微电解的电化学过程以及零价铁与臭氧的协同反应过程中生成Fe2+,以及一步氧化后生成的Fe3+、微电解过程生成的氧化组分([O]和H2O2等)均与臭氧具有协同强化作用。