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強制電化學反應器

更新時間:2018-09-30 點擊數:1056

強制電化學反應器

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球形填料IC反應器高效微生物菌上流式厭氧污泥反應器過濾器廢氣處理塔加藥系統氣浮機強制電化學反應器內循環厭氧反應器(

強制電化學反應器

概述:
本技術是在綜合了鐵炭床工藝各項優點的基礎上,揚長避短,加以改進而成的一套比較成熟的提高污水生化性能研究的工藝技術.我們采用外加電場提高了電流密度在很大程度上加強了鐵炭床的原電池功效,使系統電解還原能力達到了極強.防止堵塞及短路方面我們采用立體電極技術,并在電解池添加曝氣裝置,不僅是進水得到均勻作用而且還提供了足夠的氧氣,加強了絮凝效果.而整個提高化工污水生化性能的工藝流程中我們并為添加任何無機鹽類,卻達到了相當好的絮凝效果,這對于含鹽量相對較高的高濃污水來說又是一大創舉。該技術在提高高濃污水生化性能研究方面卻是可行。該技術現已被數家企業采用。

工作原理:
1、強制電化學的還原工藝的電極反應
   特殊材料的鑄鐵極板是純鐵和碳化鐵的合金,碳化鐵和雜質以極小的顆粒形式分散在鑄鐵中。當鑄鐵極板浸沒在廢水溶液中時,就構成一個完整的電流回路,極板內部頁形成了無數個腐蝕微電池。在電位低的鐵陽極上, 鐵失去電子生成Fe2 +進入溶液中, 使電子流向碳陰極, 在陰離子附近, 溶液中的溶解氧吸收電子生成OH- , 在偏酸性溶液中, 陰極產生的新生態〔H〕, 進而生成氫氣逸出。其電極反應如下:
  陽極:  Fe—2e →Fe2 +  E0 (Fe/ Fe) = 0. 44 (V)
  Fe2 + —e→Fe3 +  E0 (Fe3 + / Fe2 + ) = 0. 77 (V)
  陰極:  2H+ +2e→2[H] →H2 ↑ E0 (H+ / H2) = 0. 00 (V)
  當有O2時:  O2 + 4H+ + 4e →2H2O  E0 (O2 / H2O) = 1. 23 (V)
  O2 + 2H2O + 4e→4OH-  E0  (O2 / OH- ) = 0. 40 (V)
當然,陰極過程也可以是有機物的還原,電極反應生成的產物具有較高的化學活性, 它與溶液中的化學物質起化學反應,從而達到去除化學污染物的目的在中性或偏酸性的環境中,鑄鐵電極本身及其所產生的新生態[H]、Fe2 + 等均能與廢水中許多組分發生氧化還原反應,能破壞有色廢水中發色物質的發色結構,達到脫色的目的,對二硝基氯苯廢水,廢水中所含物質的硝基可全部轉化為胺基,從而使廢水的色度降低,可生化性大幅度提高。另外,由于金屬離子的不斷生成,能有效地克服陽極的極化作用,從而促進金屬的電化學腐蝕。
2、強制電化學脫色功能
鐵是活潑變價金屬,在化工廢水中強電流的作用下能夠發生如下反應:
      Fe + 2H+ =Fe2 + + H2↑(1)
當水中存在氧化劑時, Fe2 + 可進一步被氧化為Fe3 + 。
還原后的胺基有機物色淡,且易被微生物氧化分解,使廢水中的色度得以降低,可生化性提高, 為進一步的生化處理創造了條件。M. J . 艾倫(1965) 等認為鐵屑在酸性或中性條件下還原硝基苯時,首先將硝基苯還原成亞硝基苯,然后還原成苯胲,最后還原成為苯胺。
3 、強制電化學的還原工藝的電化學附集功能
  當鐵與碳化鐵或其他雜質之間形成一個小的原電池,將在極板周圍產生一個很強電場,許多廢水中存在著穩定的膠體如印染廢水,制藥廢水,當這些膠體處于電場下時將產生電泳作用而被附集。從而達到分離過程。
4、強制電化學的還原工藝的鐵的混凝作用
  在廢水中下,用本工藝處理廢水時,在外加曝氣的情況下產生Fe2 + 和Fe3 + 。Fe2 + 和Fe3 + 是很好的絮凝劑,把溶液pH 調至若堿性且有O2存在,會形成Fe (OH) 2 和Fe (OH) 3 絮凝沉淀。反應式如下:
  Fe2 ++2OH-= Fe (OH) 2↓
  4Fe2 ++8OH- +O2 +2H2O= 4Fe(OH)3↓
  生成的Fe (OH)3是膠體絮凝劑,具有較強的吸附能力。這樣構成色度的不溶性染料可被其吸附凝聚。


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