铁碳微电解填料的制备及表征文献综述
2020-06-24 19:53:04
文 献 综 述
随着中国纺织业的不断发展,中国已成为纺织业世界工厂,但生产带来的印染废水已是中国水污染的主要来源之一,对环境和人类带来危害。印染废水排放量占全国废水排放量的11%左右,每年20-23亿吨。化学需氧量COD排放量每年约24-30万吨,全工业行业占比在9%左右。印染作为水污大户,其废水排放量和污染物总量分别占全国工业部门的第二和第四位,占纺织业废水七成以上。对印染废水的处理受到国内外研究者的广泛关注,治理方法多种多样。铁炭微电解就是利用金属腐蚀原理法,形成原电池对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。
微电解处理废水自诞生以来,便引起国内外环保研究学者的关注,并进行了大量的研究,已有很多专利和实用技术成果。最近几年,微电解处理工业废水发展十分迅速,现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程,并收到了良好的经济效益和环保效果。微电解工艺对废水的脱色有良好处理的效果,且以废治废,运行费用低,因此在我国将具有良好的工业应用前景。
填料对絮体的电附集和对反应的催化作用。电池反应产物的混凝,新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应.。其中主要作用是氧化还原和电附集,废铁屑的主要成分是铁和碳,当将其浸入电解质溶液中时,由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场,阳极反应生成大量的Fe2 进入废水,进而氧化成Fe3 ,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子发生断链降解,从而消除了有机物尤其是印染废水的色度,提高了废水的可生化度,且阴极反应消耗了大量的H 生成了大量的OH-,这使得废水的pH值也有所提高。
反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除,为了增加电位差,促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。其中电位低的铁成为阳极,电位高的碳成为阴极,在酸性充氧条件下发生电化学反应,其反应过程如下:
阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2 ,阴极(C) : 2H 2e→ 2[H]→H2,
反应中,产生的了初生态的Fe2 和原子H,它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。
若有曝气,即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应:
O2 4H 4e→2H2O; O2 2H2O 4e→4OH-;
4Fe2 O2 4H →2H2O 4Fe3 。