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鐵碳微電解的反應原理：
電化學反應的氧化還原。
鐵屑對絮體的電附集和對反應的催化作用。電池反應產(chǎn)物的混凝，新生絮體的吸附和床層的過濾等作用的綜合效應的結(jié)果。其中主要作用是氧化還原和電附集，廢鐵屑的主要成分是鐵和碳，當將其浸入電解質(zhì)溶液中時,由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個電場，陽極反應生成大量的Fe2+進入廢水,進而氧化成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,使有機大分子發(fā)生斷鏈降解,從而消除了有機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。
當廢水與鐵碳接觸后發(fā)生如下電化學反應:
陽極:Fe-2e—→Fe ? Eo(Fe/Fe)=0.4
陰極:2H++2e—→H2 ? Eo(H+/H2)=0V
當有氧存在時,陰極反應如下:
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有試驗在鐵碳反應后加H2O2，陽極反應生成的Fe2+可作為后續(xù)催化氧化處理的催化劑,即Fe2+與H2O2構(gòu)成Fenton試劑氧化體系。陰極反應生成的新生態(tài)[H]能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應,破壞染料中間體分子中的發(fā)色基團(如偶氮基團),使其脫色。通過鐵碳曝氣反應,消耗了大量的氫離子,使廢水的pH值升高,為后續(xù)催化氧化處理創(chuàng)造了條件。
催化氧化原理 向廢水中投加適量的H2O2溶液與廢水中的Fe2+組成試劑,它具有極強的氧化能力,特別適用于難降解有機廢水的治理。Fenton試劑之所以具有極強的氧化能力,是由于HO被Fe催化分解產(chǎn)生?OH(羥基自由基)。
生化性能改善和色度去除的機理
微電解對色度去除有明顯的效果。這是由于電極反應產(chǎn)生的新生態(tài)二價鐵離子具有較強的還原能力,可使某些有機物的發(fā)色基團硝基—NO2 、亞硝基—NO 還原成胺基—NH2 ,另胺基類有機物的可生化性也明顯高于硝基類有機物;新生態(tài)的二價鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的雙鍵打開,使發(fā)色基團破壞而除去色度,使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性。此外,二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑,特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調(diào)節(jié)廢水的pH 可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀,吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機高分子,可進一步降低廢水的色度,同時去除部分有機污染物質(zhì)使廢水得到凈化。
微電解處理廢水自誕生以來，便引起國內(nèi)外環(huán)保研究學者的關注，并進行了大量的研究!已有很多專利和實用技術成果。最近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。微電解工藝對廢水的脫色有良好處理的效果，且以廢治廢，運行費用低，因此在我國將具有良好的工業(yè)應用前景。

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