铁碳微电解技术的原理、技术特点及在废水处理中的应用

铁碳微电解技术的原理、技术特点及在废水处理中的应用

铁碳微电解技术是一种高效的废水处理技术，通过铁和碳之间的电化学反应，能够有效去除废水中的有机物和重金属。本文将详细介绍铁碳微电解技术的原理、工艺流程、特点以及适用范围，帮助读者全面了解这一技术在废水处理中的应用。

什么是铁碳微电解法？

铁碳微电解法是利用铁屑（通常使用铸铁屑）与碳（如石墨、焦炭、活性炭等）颗粒接触形成原电池，通过内部电解反应来处理废水。当铸铁屑浸没在废水中时，其中的碳化铁与纯铁之间存在氧化还原电势差，形成细微的原电池。同时，铸铁屑与周围的碳粉又形成较大的原电池，从而实现双重电解过程。

铁碳微电解技术的技术原理

铁碳微电解技术主要利用了铁的还原性、铁的电化学性和铁离子的絮凝吸附作用来净化废水。具体过程如下：

1. 电化学反应：在酸性条件下，铸铁屑中的纯铁作为阳极被氧化，生成二价铁离子进入溶液；碳化铁作为阴极，促进氢离子还原生成氢气。

   阳极（Fe）：Fe - 2e → Fe²⁺，E(Fe/Fe²⁺) = 0.44V
   阴极（C）：2H⁺ + 2e → H₂，E(H⁺/H₂) = 0.00V

2. 氧化还原反应：生成的初生态Fe²⁺和原子H具有高化学活性，能改变废水中有机物的结构和特性，使其发生断链、开环等反应。

3. 絮凝吸附作用：Fe²⁺被氧化生成Fe³⁺，进而水解生成聚合度大的Fe(OH)₃胶体絮凝剂，能够有效吸附、凝聚水中的悬浮物及重金属离子。

工艺流程

铁碳微电解工艺需要在酸性条件下进行，具体流程如下：

1. 调节废水pH值至3-4
2. 进行微电解反应（通常需要30-60分钟）
3. 反应结束后，pH值升至5.7左右
4. 加碱调节出水pH值至弱碱性，去除残留的Fe²⁺和Fe³⁺

工艺特点

1. 反应速度快：采用微孔活化技术，比表面积大，反应速率快，长期运行稳定有效。
2. 作用污染物范围广：对多种难降解有机物和重金属都有很好的去除效果。
3. 操作方便：微电解填料使用寿命长，维护简单，只需定期添加。
4. 减少二次污染：无需额外添加混凝剂，不会造成二次污染。
5. 应用方式多样：既可用于新建废水处理工程，也可用于已有工程的预处理。

存在的问题

1. 铁屑结块和表面钝化：长时间运行后，有机物会在铁电极上沉积形成钝化膜，阻碍原电池反应。
2. 出水返色问题：Fe²⁺和Fe³⁺的水解产物会导致出水颜色变化。
3. 产生铁泥：虽然铁泥可回收利用，但仍是需要处理的副产品。

适用废水的种类

铁碳微电解技术适用于多种废水的处理，包括：

1. 染料、印染废水、焦化废水以及石油化工废水：具有良好的脱色效果，提高BOD/COD比值。
2. 石油废水、皮革废水、造纸废水、木材加工废水：显著提高BOD/COD比值。
3. 电镀废水、印刷废水、采矿废水以及其他含有重金属的废水：有效去除重金属。
4. 有机磷农业废水和有机氯农业废水：提高废水的可生化性，同时去除磷和硫化物。

本文原文来自环保易交易。