铁炭填料原理作用

潍坊普茵沃润环保科技有限公司是国内规模以及销量较大的铁碳微电解填料专业生产商。我公司生产的活化铁碳微电解填料是由具有高低电位差的金属合金融合催化剂采用微孔活化技术生产而成，经过上百次对企业废水进行试验，让配方更加合理，杜绝了同类产品开始使用时效果明显日后效能逐渐下降的弊端，在使用过称中效能更加长久；产品中添加的多种微量元素，促进了铁离子释放，使废水处理效果更加显着。同时采用科学的高温烧结养护过程使产品强度高，使用时不会因为水侵过久而松软变散导致损耗过多；降低了产品使用成本，同时也使处理效果大幅提升。 
【铁碳微电解工作原理】微电解法是利用金属腐蚀原理,形成原电池对废水进行处理的良好工艺,又称为内电解法,零价铁法,铁屑过滤法,铁碳法。该工艺自诞生开始就引起了许多国家的重视。该方法是近30年来被广泛应用于印染,重金属,制药,油田废水等污水处理中的一种新兴的电化学方法,其具有使用范围广,工艺简单,处理效果好等特点,尤其对于高盐度,高COD以及色度较高的废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势。难生物降解的废水经微电解工艺处理后B／C值(生化需氧量与化学需氧量的比值)大大提高,有利于后续生物处理效果的提高。国内一般将该工艺用于废水的预处理,或者与其他工艺结合使用以达到去除污染物的目的。微电解去除高浓度**废水中的污染物的主要作用机理为： 
络合作用：微电解反应连续释放的亚铁离子成为络合剂。 
混凝作用：微电解反应连续释放的亚铁离子成为高效的混凝剂。 
还原作用：微电解产生的新生态氢使一些显色基团脱色。 
氧化作用：微电解产生一定量的新生态氧具有很强的氧化性,可氧化一部分**物。

【铁碳微电解基本原理】

(1) 电极反应

铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和炭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，因而会形成无数的原电池系统,在其作用空间构成一个电场。

铁炭原电池反应：

阳极：Fe - 2e → Fe2+   E (Fe/Fe2+) = 0.44V 

阴极：2H+ + 2e → H2   E (H+/H2) = 0.00V 

当有氧存在时,阴极反应如下：

O2 + 4H+ + 4e → 2H2O   E (O2) = 1.23V 

O2 + 2H2O + 4e → 4OH-  E (O2/OH-) = 0.41V

 一般微电解反应为：铁原子与炭原子是紧挨着或分开而形成原电池反应。这种铁炭接触不利于电子的转移，电荷效率较低，因此废水中**物的去除效率一般也较低。同时当铁炭一旦分层将更不利于**物的去除。

架构而形成的原电池反应：这种铁炭接触不存在铁与炭的分层问题，因此更有利于电子的转移，电荷效率较高，废水中**物的去除效率也较高。

 (2) 氧化还原反应 

 铁的还原作用 

铁是活泼金属，在酸性条件下可使一些重金属离子和**物还原为还原态，例如： 
（1）将汞离子还原为单质汞： 
（2）将六价铬还原为三价铬： 
（3）将偶氮型染料的发色基还原： 
（4）将硝基还原为胺基： 
    铁的还原作用使废水中重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解为小分子无色物质，具有脱色作用，同时提高了废水的可生化性。 

 氢的氧化还原作用 

电极反应中得到的新生态氢具有较大的活性。能与废水中许多组分发生氧化还原作用，破坏发色、助色基团的结构，使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化台物还原为胺基化合物，达到脱色的目的。一般地，[H]是在Fe2＋的共同作用下将偶氮键打断、将硝基还原为胺基。 

 电化学附集 

当铁与碳化铁或其他杂质之间形成一个小的原电池，将在其周围产生一个电场，许多废水中存在着稳定的胶体如印染废水，当这些胶体处于电场下时将产生电泳作用而被附集。 
在电场的作用下，胶体粒子的电泳速度可由下式求出： 
式中： V——胶体粒子的电泳速度(cm／s) 
——电位(V) 
D——分散介质的介电常数 
E——电场强度(V／cm) 
——分散介质的粘度(Pa?S) 
K——系数 
从理论上计算20s就可完成电泳沉积过程。 

物理吸附

在弱酸性溶液中，填料丰富的比表面积显出较高的表面活性，能吸附多种金属离子，能促进金属的去除。 

铁的混凝沉淀 

在酸性条件下，会产生Fe2+ 和Fe3+ 。Fe2+ 和Fe3+ 是很好的絮凝剂，把溶液pH调至碱性且有O2存在时，会形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝剂，发生絮凝沉淀。反应式如下： 
生成的Fe(OH)3 是胶体絮凝剂，它的吸附能力**一般药剂水解得到的Fe(OH)3吸附能力。这样，废水中原有的悬浮物，通过微电池反应产生的不溶物和构成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

 铁离子的沉淀作用 
在电池反应的产物中，Fe2+ 和Fe3+ 也将和一些无机物发生反应生成沉淀物而去除这些无机物，以减少其对后续生化工段的毒害性。如S2一、CN－等将生成FeS、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。 

【铁碳微电解填料工艺】影响因素及设计参数： 

影响微电解工艺处理废水效果的因素有许多，如pH值、停留时间、处理负荷、铁碳比、通气量等。这些因素的变化都会影响工艺的效果，有些可能还会影响到反应的机理。 

 pH值 

通常pH值是一个比较关键的因素，它直接影响了铁碳微电解填料对废水的处理效果，而且在pH值范围不同时，其反应的机理及产物的形式都大不相同。一般低pH值时，因有大量的H＋，而会使反应快速地进行，但也不是pH值越低越好，因为pH值的降低会改变产物的存在形式，如破坏反应后生成的絮体，而产生有色的Fe2＋使处理效果变差。因此，一般控制在pH值为偏酸性条件下，当然这也因根据实际废水性质而改变。

 停留时间

停留时间也是工艺设计的一个主要影响因素，停留时间的长短决定了氧化还原等作用时间的长短。停留时间越长，氧化还原等作用也进行得越彻底，但由于停留时间过长，会使铁的消耗量增加，从而使溶出的Fe2＋ 大量增加，并氧化成为Fe3＋，造成色度的增加及后续处理的种种问题。所以停留时间并非越长越好，而且对各种不同的废水，因其成分不同，其停留时间也不一样。停留时间还取决于进水的初始pH值，进水的初始pH值低时，则停留时间可以相对取得短一点；相反，进水的初始pH值高时，停留时间也应相对的长一点。

通气量 

对铁屑进行曝气利于氧化某些物质，如三价砷等，且可以增加出水的絮凝效果，但曝气量过大也影响水与铁屑的接触时间，使去除率降低。在中性条件下，通过曝气，一方面提供更充足的氧气，促进阳极反应的进行。另一方面也起到搅拌、振荡的作用，减弱浓差较化，加速电极反应的进行，并且通过向体系加入催化剂改进阴极的电极性能，提高其电化学活性来促进电极反应的进行，已取得了显着效果。 

 温度 

温度的升高可使还原反应加快，但是加快较大的是反应初期，且由于维持一定的温度需要保温等措拖，一般的工业应用不予以考虑，均在常温下进行反应。 

《铁碳微电解填料工程》《铁碳微电解填料价格》《铁碳微电解填料原理》《铁碳微电解填料资料》-------普茵沃润环保