金誉彩票

山东绿创环境科技有限公司主营业务: IC厌氧反应器, 化工废水处理工程, 芬顿流化床等, 欢迎来电咨询!

环保管家 关于我们 联系我们 网站地图
全国服务热线
0531-88748009

联系我们

  • 山东绿创环境科技有限公司
  • 联系人:马经理
  • 手机:13953110775
  • 电话:0531-88748009
  • 网址:www.bjkprt.com
  • 邮箱:jn_lchb@163.com
  • 地址:济南市历下区奥体西路1222号力高国际3号楼1606室

当前位置:主页 > 资讯中心 > 绿创分享 >

铁碳微电解废水处理工艺

文章出处:管理员 人气: 发表时间:2018-11-17 10:01
 

随着工业化和城市化的快速发展,各种难治理废水的排放也日益增加,对水环境和人类健康构成很大的威胁。因此,处理难治理废水的高效技术亟待开发。在众多预处理技术中,铁碳微电解可以实现以废治废的目标,被认为是环境友好和绿色型预处理技术,是大多数高浓度难降解废水预处理的首选技术。该技术的研究从20世纪60年代开始,20世纪70年代前苏联研究人员把该技术成功用于印染废水的处理,20世纪80年代引入中国。微电解法利用铁和碳在反应中形成具有较强还原能力的亚铁离子,去还原某些氧化态的有机物,并使得部分有机物开环裂解,从而达到提高废水可生化性的目的。

 

 

 

1原理

 

化学电位的金属和非金属置于导电性较好的废水中,利用低电位的Fe和高电位的C在废水中所产生的电位差,形成无数的原电池,由此引起一系列作用并用于工业废水处理。目前微电解技术处理污染物的主要反应涉及到电极反应、铁还原作用以及吸附和絮凝作用等。微电解产生的新生态Fe2+具有较强的还原能力,可破坏发色基团的结构而降低色度,并且使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物,从而提高废水的可生化性;同时通过电极反应得到的新生态H+也具有较强的活性,也可改变有机物发色基团和助色基团的分子结构,如使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为氨基化合物,从而达到脱色的目的。在有氧和接近中性条件下时,Fe2+和Fe3+与水中的OH-结合形成Fe(OH)2和Fe(OH)3,新生态的Fe(OH)2和Fe(OH)3具有较强的吸附能力,能吸附废水中的悬浮物颗粒、部分有色物质以及微电解产生的部分不溶物,絮凝成团后沉淀,起到了较好的絮凝作用。再对微电解出水进行Fenton处理,可提高对废水中有机物的去除效果。

 

 

 

2、影响因子

 

当前,对铁碳微电解技术预处理废水效果的影响因子的研究主要包括停留时间、废水pH、铁碳体积比和铁水质量比等。

2.1停留时间

停留时间是影响铁碳微电解处理效果的最重要因素之一,且不同工业废水对停留时间的要求也各不相同,差距较大,短则30min,长则3h以上。但是停留时间并非越长越好。一般来说,延长停留时间可增加铁的溶解量,而溶液中Fe2+、Fe3+量的增加将有助于有机物的降解和絮凝效果的增强;但延长停留时间过长将导致铁屑表面钝化,在铁的表面形成一层致密的氧化膜,阻碍了铁碳微电解的继续进行,表现为COD的去除率稳定在一定范围内,甚至出现下降。

2.2废水pH

赵美霞对精制棉废水(废水与铁屑的体积比为3∶1、停留时间30min、废水初始pH分别为1、3、5、7、9)的铁碳微电解处理效果的对比研究结果表明,随着pH的增加,COD去除效果逐渐降低,在pH=1时去除效果最佳,综合考虑,选择废水初始pH=3为佳。张博对不同pH条件下的高浓度有机废水铁碳微电解处理效果也进行过类似研究,在反应时间为45min、铁水比1∶6、铁碳比1∶1的条件下,设计了pH分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0共9个梯度的对比试验,其结果表明,以pH=3.5处理效果最优,COD去除率达到62%。

2.3铁碳体积比

铁碳比相近,能形成的原电池数量更多,电势增加有利于微电解反应的进行。现有开展铁碳体积比对废水处理效果影响的研究报道大多选择以1∶1为较优。

2.4铁水质量比

铁水质量比高低直接关系到在酸性条件下溶出Fe2+在微电解反应体系中的浓度,而反应体系中Fe2+浓度是影响微电解反应速率以及降解率的主要参数。由于各废水成分不同,实际应用中需先进行小试确定合适的铁水质量比。

2.5曝气量

曝气能够增加废水中的溶解氧含量,同时增加铁屑与碳粒的充分接触,有利于微电解反应的进行,能提高COD去除率,减少铁碳的板结现象。曝气对微电解处理效果有良好的促进作用。

 

 

 

3、改进技术

 

近年来,微电解新技术研发及其与Fenton法、超声法和生物法等联合技术的应用广受关注,并已在一定程度上改善了铁碳微电解法存在的铁碳易板结、污水处理不彻底等不足,促进了微电解技术在工业废水中的广泛应用。

3.1新技术

在微电解技术改进方面,主要是通过改变填料结构或者改变微电解的电极,优化工艺设计等方式。如赵怀颖等利用倒极微电解废水处理装置,通过在铁碳填料两端添加微弱电压并且不断变换正负电极,利用外加电压产生的杂散电流减缓铁碳填料的钝化速度,用该方法处理染料废水在很大程度上提高了染料的脱色率,同时也将酸洗周期延长3倍。

3.2联合技术

铁碳微电解在实际应用联合技术方面,其与超声法、Fenton法、沉淀法、生物法等技术的耦合,提高了废水处理效果。    

HainingLiu等在铁碳微电解基础上采用超声辅助手段降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的试验结果表明,超声-铁碳微电解处理染料废水的色度、TOC去除率分别达到80%、57%,而单独采用微电解法色度、COD去除率仅34%、28%,超声单独处理则无明显变化,说明超声波与铁碳微电解耦合具有明显的协同效应。

段宁等利用铁碳微电解—絮凝沉淀复合工艺来处理原始COD为14689mg/L、BOD5为2729mg/L的高浓度化工废水,总COD去除率达72%,其中第一步微电解处理的COD去除率为45%,第二步絮凝沉淀处理的COD去除率为49%,废水的可生化性从原来的0.18提高到0.38。

张乐观等利用Fenton法和铁碳微电解耦合法处理初始COD为6000mg/L的难生化降解土霉素废水,结果表明,单一铁碳微电解处理废水COD去除率为40%;微电解后的出水投加220mg/L H2O2经Fenton法深度处理50min,其废水COD去除率可以达到75%。

XiaoyiYang等利用活性污泥与微电解联合工艺对纺织废水进行处理,结果表明,该工艺与传统的活性污泥法和微电解法相比具有很多优点,如COD去除率高、处理污染物的种类多,同时大范围的pH变化对该工艺的影响也较小。

 

 

 

4、结语与展望

 

4.1存在问题

微电解工艺因具有投入低、操作简单、占地面积小、普适性强等特点,现已应用于焦化、染料、制药、石油、造纸等多个产业领域的废水处理,并已取得了较好的效果。

铁碳微电解技术与其他污水处理技术相比,具有处理效率高、运行成本低、操作简便等优点,同时还能利用生产中剩余的铁屑材料实现以废治废的目的,具有广阔的应用前景。但由于针对不同工业废水所采用的处理工艺差异较大,且大部分研究还处在实验室研究阶段,目前铁碳微电解技术主要面临以下四大难题。

(1)对于微电解技术如何降解废水中的有机污染物的机理还有待明确。

(2)铁碳颗粒易板结以及铁屑的表面钝化问题。铁碳微电解装置经过长时间的运行处理后,其内部的铁屑与碳粒易板结成块,且铁碳微电解填料装置越高,其结块效应越明显,同时可能出现沟流现象。此外,铁屑在溶液中因氧化还原导致其表面钝化,降低微电解效果。

(3)铁碳微电解处理出水的铁离子含量较高问题。由于微电解装置大部分都是在弱酸性条件下进行的反应,所以其溶出的总铁离子浓度较高,增加了后续处理难度和固体废弃物数量。

(4)只能在酸性条件下才能发挥较好的作用。铁碳微电解技术几乎只有在酸性条件下才能发挥作用,所以在处理碱性废水时需要投加大量的酸,会造成处理成本过高等问题。

4.2 展望

为了能突破铁碳微电解技术难点,拓宽其应用领域,还需对微电解技术进行深入研究,力争在以下3个方面取得突破性进展。

(1)对铁碳微电解反应机理进行深入探究,利用相关技术,对微电解的复杂机理进行剖析和探究,寻找其动力方程式,为揭示铁碳微电解技术的机理提供更多的理论依据。

(2)改进铁碳微电解装置的内部结构和操作方式,使得微电解反应体系的废水处理效率更加稳定,减弱铁碳填料的结块效应。

(3)将微电解技术同其他技术耦合联用起来。单一的微电解技术在处理废水方面还有一些不足,需要和其他废水处理技术相结合,比如超声技术、Fenton技术等,提高废水的处理效果,同时降低处理成本。

(4)寻找替代铁的材料,使得微电解技术在中性或偏碱性废水中得到应用,降低处理成本。

 

 

友情链接:传奇彩票官网  杏彩彩票  状元彩票注册  GT彩票平台  大无限彩票开户  88彩票平台  传奇彩票  金誉彩票平台  永利彩票  传奇彩票开户  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!