微電解(jie)反(fan)應器是(shi)處理(li)高濃度廢(fei)水(shui)的理(li)想(xiang)設備,利用填充(chong)在反(fan)應器內的鐵碳填料可以提高廢(fei)水(shui)的可生化性,去(qu)除色度和重金屬。是(shi)目前應用較為廣泛的新型污水(shui)處理(li)設備。
基本原理
在(zai)(zai)難降(jiang)解(jie)工(gong)(gong)業廢(fei)水的(de)處理技術(shu)中(zhong),微電(dian)(dian)(dian)解(jie)技術(shu)正日益受到(dao)(dao)重視,并已在(zai)(zai)工(gong)(gong)程實際中(zhong)。廢(fei)水的(de)鐵內電(dian)(dian)(dian)解(jie)法(fa)的(de)原理非常簡單,就是利用(yong)鐵-碳顆粒(li)(li)之間存在(zai)(zai)著(zhu)電(dian)(dian)(dian)位差(cha)而形成了無數個(ge)細微原電(dian)(dian)(dian)池(chi)。反(fan)應的(de)結(jie)果是鐵受到(dao)(dao)腐蝕變(bian)成二價的(de)鐵離子進入(ru)溶液(ye)。對內電(dian)(dian)(dian)解(jie)反(fan)應器的(de)出水調節PH值到(dao)(dao)9左右,由于鐵離子與氫氧(yang)根作用(yong)形成了具(ju)有混凝(ning)作用(yong)的(de)氫氧(yang)化(hua)亞鐵,它與污染物中(zhong)帶微弱負電(dian)(dian)(dian)荷的(de)微粒(li)(li)異性相吸,形成比較穩定的(de)絮凝(ning)物(也叫鐵泥)而去除(chu)。為(wei)了增加電(dian)(dian)(dian)位差(cha),促進鐵離子的(de)釋放,在(zai)(zai)鐵-碳床(chuang)中(zhong)加入(ru)一定比例銅粉(fen)或鉛粉(fen)。
經(jing)(jing)微電解(jie)后,BOD/COD升高了,那是(shi)因為一些難(nan)降解(jie)的(de)(de)(de)大分(fen)(fen)(fen)子被碳粒(li)所吸附(fu)或(huo)經(jing)(jing)鐵(tie)離子的(de)(de)(de)絮凝(ning)而(er)減少(shao)。不少(shao)人以為微電解(jie)可(ke)有分(fen)(fen)(fen)解(jie)大分(fen)(fen)(fen)子能力,可(ke)使(shi)難(nan)生(sheng)化(hua)降解(jie)的(de)(de)(de)物(wu)質轉化(hua)為易生(sheng)化(hua)的(de)(de)(de)物(wu)質,并搬出(chu)理論依(yi)據是(shi)“微電解(jie)反(fan)應(ying)中產生(sheng)的(de)(de)(de)新生(sheng)態[H]可(ke)使(shi)部分(fen)(fen)(fen)有機(ji)物(wu)斷鏈(lian),有機(ji)官能團(tuan)發生(sheng)變化(hua)”。但用甲基澄和酚做試驗并沒有證實微電解(jie)有分(fen)(fen)(fen)解(jie)破(po)化(hua)大分(fen)(fen)(fen)子結構能力。
如果要(yao)讓鐵碳床有分(fen)(fen)解有機(ji)(ji)大分(fen)(fen)子能力,一般需要(yao)加入過氧(yang)(yang)化氫(qing),酸(suan)性(xing)廢水與(yu)鐵反應生成(cheng)亞鐵離(li)子,亞鐵離(li)子與(yu)過氧(yang)(yang)化氫(qing)形(xing)成(cheng)Fenton試劑,生成(cheng)羥基自由基具有強的氧(yang)(yang)化性(xing)能,將大部分(fen)(fen)的難(nan)降解的大分(fen)(fen)子有機(ji)(ji)物降解形(xing)成(cheng)小分(fen)(fen)子有機(ji)(ji)物等。同樣,反應要(yao)在酸(suan)性(xing)的條(tiao)件下才能進(jin)行。
存在問題
根(gen)據工(gong)程試驗,鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)碳床(chuang)(chuang)(chuang)微電(dian)解(jie)剛開始的(de)效(xiao)果很理想(xiang),特(te)別是(shi)處(chu)理酸(suan)性的(de)有機(ji)廢水,但(dan)運(yun)行兩(liang)個月后,效(xiao)果急(ji)劇下降。一方面,鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)泥(ni)堵塞(sai),另一方面炭(tan)也(ye)吸附飽和(he)。反(fan)沖洗可減(jian)(jian)緩鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)泥(ni)堵塞(sai),但(dan)解(jie)決不(bu)了效(xiao)果下降問(wen)題(ti),往往需要更換(huan)填料,而在在實際工(gong)程中更換(huan)填料工(gong)作量很大。另外(wai),微電(dian)解(jie)大都(dou)是(shi)采用固定(ding)(ding)式的(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)碳床(chuang)(chuang)(chuang)工(gong)藝, 而鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)碳床(chuang)(chuang)(chuang)的(de)板(ban)結是(shi)一個非常令人頭痛的(de)問(wen)題(ti)。有人稱他們(men)的(de)微電(dian)解(jie)技(ji)術可解(jie)決板(ban)結問(wen)題(ti),只要用固定(ding)(ding)床(chuang)(chuang)(chuang),板(ban)結遲早會發生(sheng),爆氣也(ye)沒(mei)多大用。要解(jie)決板(ban)結要打(da)破固定(ding)(ding)床(chuang)(chuang)(chuang),避免(mian)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)泥(ni)堵塞(sai)。但(dan)問(wen)題(ti)是(shi)一旦打(da)破固定(ding)(ding)床(chuang)(chuang)(chuang),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)-碳兩(liang)種顆(ke)粒物接觸減(jian)(jian)弱,鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)氧(yang)化失(shi)去的(de)電(dian)子(zi)難(nan)以流向碳,致使H離子(zi)在鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)顆(ke)粒得電(dian)子(zi),產(chan)生(sheng)的(de)H2包著鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)顆(ke)粒,使其(qi)難(nan)于繼續(xu)氧(yang)化溶解(jie)。沒(mei)有鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)溶解(jie),用微電(dian)解(jie)預處(chu)理廢水成為空話。
現(xian)在(zai)不少環保設計(ji)單位(wei)開始試用流(liu)化床(fluidized bed system)代替(ti)固(gu)定床(fixed-bed system)的(de)微電(dian)解,但(dan)流(liu)化床鐵(tie)和炭難以緊密接觸,微電(dian)池回路差,反應速度(du)慢。因此,如果能解決流(liu)化床中(zhong)鐵(tie)失去(qu)的(de)電(dian)子流(liu)向的(de)問題(ti),就不必(bi)用固(gu)定床,板結問題(ti)也就不會存(cun)在(zai),鐵(tie)屑(xie)補(bu)充也方便。