鐵碳填料是目前處理高濃度有機廢水的一種理想工藝材料，鐵碳填料又稱(chēng)內電解/微電解填料。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對廢水進(jìn)行電解處理，以達到降解有機污染物的目的。當系統通水后，設備內會(huì )形成無(wú)數的微電池系統,在其作用空間構成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)[H]、Fe2+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用；生成的Fe2+進(jìn)一步氧化成Fe3+，它們的水合物具有較強的吸附絮凝活性，特別是在加堿調PH值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠遠高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機大分子.其工作原理基于電化學(xué)、氧化-還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對行處理.該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高色度廢水的處理不但能大幅度地降低cod和色度，而且可大大提高廢水的可生化性。
傳統上微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵屑和木炭，使用前要加酸堿活化，使用的過(guò)程中很容易鈍化板結，又因為鐵與炭是物理接觸，之間很容易形成隔離層使微電解不能繼續進(jìn)行而失去作用，這導致了頻繁地更換微電解材料，不但工作量大成本高還影響廢水的處理效果和效率。另外，傳統微電解材料表面積太小也使得廢水處理需要很長(cháng)的時(shí)間，增加了噸水投資成本，這都嚴重影響了微電解工藝的利用和推廣。
新型活性催化微電解技術(shù)及設備可高效去除廢水中高濃度有機物、提高可生化性，同時(shí)還可避免運行過(guò)程中的填料鈍化、板結等現象。該技術(shù)所生產(chǎn)的新型活性催化微電解填料由具有高電位差的金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成，它主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)由多元金屬熔合多種催化劑通過(guò)高溫熔煉形成一體化合金，保證“原電池”效應持續高效。不會(huì )像物理混合那樣出現陰陽(yáng)極分離，影響原電池反應。
(2)架構式微孔結構形式，提供了極大的比表面積和均勻的水氣流通道，對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應效果。
(3)活性強，比重輕，不鈍化、不板結，反應速率快，長(cháng)期運行穩定有效。
(4)針對不同廢水調整不同比例的催化成份，提高了反應效率，擴大了對廢水處理的應用范圍。
(5)在反應過(guò)程中填料所含活性鐵做為陽(yáng)極不斷提供電子并溶解進(jìn)入水中，陰極碳則以極小顆粒的形式隨水流出。當使用一定周期后，可通過(guò)直接投加的方式實(shí)現填料的補充，及時(shí)恢復系統的穩定，還極大地減少了工人的操作強度。
(6)填料對廢水的處理集氧化、還原、電沉積、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉淀等多功能于一體。
(7)處理成本低，在大幅度去除有機污染物的同時(shí)，可極大地提高廢水的可生化性。
(8)配套設施可根據規模和用戶(hù)要求實(shí)現構筑物式和設備化，滿(mǎn)足多種需求。
(9)規格：1cm*3cm(扁圓形)，14-18mm(球形)等，填料形式多樣,有扁圓形、球形、多孔柱形及其他，大小可定制。
(10)技術(shù)參數：比重：1.1g/cm3，比表面積：0.02㎡/kg，空隙率：65%，物理強度：≧600kg/c㎡.
目前我公司銷(xiāo)量在國內同行中處于領(lǐng)先。微電解填料，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的艱辛努力才研制成功。當時(shí)主要的難題是克服無(wú)氧高溫燒結這一工藝，我們的燒結溫度嚴格控制在1050度，在這么高的溫度下，我們的產(chǎn)品見(jiàn)到氧氣，產(chǎn)品里的煤的成分會(huì )迅速燃燒，成為煤灰，里面的金屬成分會(huì )成為氧化鐵，變成黃色的像鐵銹一樣。但是如果沒(méi)有足夠的氧氣，用煤來(lái)加熱到1050度，加熱的煤也不會(huì )燃燒，根本達不到我們產(chǎn)品所要求的溫度，這樣產(chǎn)品的強度就無(wú)法達到要求，造成在使用過(guò)程中松散粉化流失，造成損耗率過(guò)高、效果下降。我們產(chǎn)品用煤采用精焦煤，焦煤在一千度溫度下會(huì )產(chǎn)生焦炭，一方面用焦炭的框架結構使鐵分離，加大產(chǎn)品強度，避免板結及損耗過(guò)大，另一方面焦炭的蜂窩增大了產(chǎn)品的孔隙率，加大產(chǎn)品的比表面積，使反應更加充分。微電解填料--目前大多同類(lèi)廠(chǎng)家根本掌握不了這個(gè)技術(shù)，在二三百度的溫度下燒結，根本沒(méi)有強度一說(shuō)，在手里捻就成為粉末，甚至在工程中使用一個(gè)月十幾噸填料損耗殆盡。強度以及板結損耗問(wèn)題是我們產(chǎn)品和其他廠(chǎng)家產(chǎn)品的本質(zhì)區別。
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項目 |
外觀(guān) |
粒徑 |
有效成分 |
含鐵量 |
強度 |
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微電解填料 |
扁圓 |
2．5×3（cm） |
鐵+碳+貴金屬催化劑 |
≥75％ |
1000kg |
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水樣 |
反應時(shí)間（分鐘） |
PH值(進(jìn)水3-4出水8-9) |
爆氣分鐘 |
色度去除率 |
COD去除率 |
B/C值提高 |
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化工 |
30-60 |
/ |
30-60 |
96.7％以上 |
62.7％ |
0.19 |
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造紙 |
30-60 |
/ |
30-60 |
59.6％ |
0.21 |
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印染 |
30-60 |
/ |
30-60 |
65.4％ |
0.17 |
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紡織 |
30-60 |
/ |
30-60 |
70.6％ |
0.19 |
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醫藥 |
30-60 |
/ |
30-60 |
46.7％ |
0.15 |
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酒精 |
30-60 |
/ |
30-60 |
46.2% |
0.12 |
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電鍍 |
30-60 |
/ |
30-60 |
74.3% |
0.28 |
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注：以上數據均為實(shí)驗所得 |
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微電解就是利用鐵元素和碳元素自發(fā)產(chǎn)生的微弱電流分解廢水中污染物的一種污水處理工藝。當緊密接觸的鐵和碳浸泡在廢水溶液中的時(shí)候，會(huì )自動(dòng)在鐵原子和碳原子之間產(chǎn)生一種微弱的分子內部電流,這種微電流分解廢水中污染物質(zhì)的反應就叫微電解。
當將鐵粉和碳顆粒作為填料浸入電解質(zhì)溶液中時(shí),由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會(huì )形成無(wú)數的微電池系統,在其作用空間構成一個(gè)電場(chǎng)，陽(yáng)極反應生成大量的Fe2+進(jìn)入廢水,進(jìn)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。工作原理基于電化學(xué)、氧化—還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對廢水進(jìn)行處理。
純鐵為陽(yáng)極，碳化鐵為陰極，發(fā)生如下反應：
鐵炭原電池反應：
陽(yáng)極：Fe - 2e → Fe2+E (Fe/Fe2+) = 0.44V
陰極：2H+ + 2e → H2E(H+/H2) = 0.00V
當有氧存在時(shí),陰極反應如下：
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH+E (O2/OH-) = 0.41V
鐵碳微電解工藝是利用電化學(xué)作用、氧化還原作用和絮凝作用，在去除COD、色度等方面都取得了令人非常滿(mǎn)意的處理效果。因此受到普遍重視。早的鐵炭微電解填料反應池是把鐵粉和炭顆粒分層裝填，讓廢水通過(guò)填料發(fā)生反應。后來(lái)發(fā)現這種反應池隨著(zhù)反應的繼續出現填料板結，無(wú)法繼續完成反應，現場(chǎng)頻繁的清洗填料、更換填料。后來(lái)人們發(fā)明了這種新型填料—鐵炭燒結球，稱(chēng)為--微電解鐵炭填料，這種填料由多元金屬熔合多種催化劑通過(guò)高溫燒結形成一體化合金球，球內部呈多孔結構形式，比表面積大，水氣流通道暢通，保證“原電池”效應持續高效。不會(huì )像物理混合那樣出現陰陽(yáng)極表面結垢蒙泥，影響原電池效應。填料體積大，一般在Φ20mm以上，呈扁圓型，填料空隙大，不怕堵塞和板結。另外，填料所含活性鐵在陽(yáng)極反應過(guò)程中，不斷提供電子并以二價(jià)鐵溶解進(jìn)入水中，陰極碳則以極小顆粒的形式隨水流出。當使用一定周期后，可從濾池上方直接投加，補充填料，恢復系統簡(jiǎn)單，工人的操作強度很低。
(1)由多元金屬熔合多種催化劑通過(guò)高溫燒結形成一體化合金球，多孔結構形式，比表面積大，水氣流通道暢通，保證“原電池”效應持續高效。不會(huì )像物理混合那樣出現陰陽(yáng)極表面結垢蒙泥，影響原電池效應。
(2)活性強，比重輕，電解池運行過(guò)程中，不鈍化，不板結，反應速率快，長(cháng)期穩定有效。
(3)填料所含活性鐵在陽(yáng)極反應過(guò)程中，不斷提供電子并以二價(jià)鐵溶解進(jìn)入水中，陰極碳則以極小顆粒的形式隨水流出。當使用一定周期后，可從濾池上方直接投加，補充填料，恢復系統簡(jiǎn)單，工人的操作強度很低。
(4)填料對廢水的處理既有氧化、還原作用、又有絮凝、吸附、架橋、卷掃等混凝功能。
(5)處理成本低。耗能低，不投加藥劑，能大幅度去除難降解有機污染物(COD)，提高廢水的可生化性(BOD/COD)。
(6)Fe2+催化作用，在微電解后投加H2O2，即芬頓氧化工藝，有更強的氧化作用，對一些難降解化工廢水COD的去解率可達75-95%。對含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難除降解有機物質(zhì)等都有很好的降解效果。
(7)本產(chǎn)品可根據規模和用戶(hù)要求，實(shí)現構筑物形式和設備化，滿(mǎn)足多種需求。
(8)規格：Φ25mm,Φ35mm。
⑴.制藥廢水、染料生產(chǎn)廢水、其它化工廢水
-----脫色、提高廢水PH值，提高BOD/COD值。
⑵.有機磷農藥廢水、有機氯農藥廢水、其它難生化降解的有機廢水
-----對COD與氨氮有效去除，提高BOD/COD值。
⑶.有色冶煉廢水、軋鋼廢水、電鍍廢水，其他含有重金屬的酸性廢水;
-----去除廢水中重金屬，提高廢水PH值，提高BOD/COD值。
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