什么是微電解反應器

一、什么是微電解反應器？

微電解法，又稱內電解法、鐵還原法、鐵炭法、零價鐵法等。該方法處理廢水的原理是：利用鐵屑中的鐵和碳組分構成微小原電池的正極和負極，以充入的廢水為電解質溶液，發生氧化-還原反應，形成原電池。新生態的電極產物活性極高，能與廢水中的有機污染物發生氧化還原反應，使其結構、形態發生變化，完成難處理到易處理、由有色到無色的轉變。

鐵屑內電解法處理廢水過程中，發生如下反應：

陽極（Fe、：

Fe-2e→Fe2+    E0(Fe2+/Fe)=-0.44V

陰極（C、：

在酸性條件下：

2H++2e→H2↑   E0（H+/H2、=0.0V

在堿性或中性條件下：

O2+2H2O+4e→4OH-→E0（O2/OH-、=+0.4V

電極反應生成的產物具有很高的化學還原活性。在偏酸性廢水中，電極反應產生的新生態H能與廢水中的有機物和無機物組分發生氧化還原反應，能使廢水中的發色基團破壞甚至使高分子斷鏈，從而達到脫色的目的。

同時，鐵是活潑金屬，在酸性條件下可把某些硝基化合物還原成可生物降解的胺基合物，提高BOD5/COD比值，即增強可生化性。反應式如下：

R-NO2+2Fe+4H+→R-NH2+2H2O+2Fe2+

電解生成的鐵離子、亞鐵離子經水解、聚合而形成的氫氧化鐵、氫氧化亞鐵聚合體，以膠體形式存在，具有沉淀、絮凝和吸附作用，與污染物一起絮凝產生沉淀，可以去除廢水中的有機物。同時在原電池周圍的電場作用下，廢水中帶電膠粒和雜質通過靜電引力和表面能的作用附集、凝聚，也可以使廢水得到凈化?？傊?，鐵炭內電解法處理廢水是絮凝、吸附、架橋、卷掃、電沉積、電化學還原等綜合效應的結果。

二、微電解反應器原理

當將填料浸入電解質溶液中時,由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場，陽極反應生成大量的Fe2+進入廢水,進而氧化成Fe3+,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應產生大量新生態的[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生氧化還原反應,使有機大分子發生斷鏈降解,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、氧化—還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對廢水進行處理。

三、常見的微電解反應器問題

1、優點：微電解反應器適用范圍廣，處理效果好，成本低，操作維護方便，不需要消耗電力資源，反應速度快，處理效果穩定，不會造成二次污染，提高廢水的可生化性，可以達到化學沉淀除磷，可以通過還原除重金屬，也可以作為生物處理的前處理，利于污泥的沉降和生物掛膜。

2、處理后碳去哪里了：在填料中碳不是以大顆粒形式存在，而是以非常細小的形式存在，反應中隨著鐵的消耗碳也在不斷的脫落，脫落后的細小碳粒會吸附著污染物質進入沉淀池經絮凝沉淀。

3、為什么不需要更換填料：鐵和碳是同時消耗的，填料中鐵和碳的比例永遠不會改變，因此填料的消耗只是量的改變，而不是質變。所以隨著填料的消耗只需要添加新填料就可以了。

4、強度問題：經過1050度以上的高溫燒結使得新型鐵碳微電解填料的物理強度可達到1000Kg/CM2,足以承受20m水柱壓力。因此填充在微電解塔中安全可靠。

5、為什么不板結：傳統填料的板結現象是因為鐵顆粒沒有被碳顆粒分散均勻的緣故，鐵顆粒之間容易生銹板結。而新型微電解填料經過特殊的高溫燒結工藝使得本填料中的鐵和碳以鐵碳包容構架的形式存在，鐵骨架與碳鏈相互交叉，這種交叉性使得鐵顆粒被碳顆粒均勻的分散了，因此不會板結。

6、物理結構：多孔構架式結構，大小1cm*3cm,比表面積1.2m2/g,比重1.1噸/m3。

9、處理效果：一般反應只需要30—60min,cod去除率50%--75%，氨氮去除率40%左右，運行穩定。

7、使用成本：每方水的處理成本約0.4-0.6元。

8、填料概述：新型催化活性微電解填料—具有高低電位差的金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術生產而成，具有鐵碳一體化、融合催化劑、微孔構架式合金結構、比表面積大、活性強、電流密度大、作用效率高等特點。作用于廢水，可高效去除cod、降低色度、提高可生化性、處理效果穩定，可避免運行過程中的填料鈍化，板結等現象。

9、 適用廢水種類：特別針對有機物濃度大、毒性高、色度高、難生化廢水的處理、可大幅降低廢水的色度和cod，提高廢水的可生化性，可廣泛應用于印染、化工、電鍍、制藥、農藥、酒精等各類工業廢水的處理及處理水回用工程。

四、鐵碳微電解應用廢水的種類

鐵碳微電解針對有機物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理，可大幅度地降低廢水的色度和COD，提高B/C比值即提高廢水的可生化性；可廣泛應用于印染、化工、電鍍、制漿造紙、制藥、洗毛、農藥、酒精等各類工業廢水的處理及處理水回用工程。

1、染料、印染廢水；焦化廢水；石油化工廢水；橡膠助劑廢水。上述廢水在脫色的同時，處理水中的BOD/COD值顯著提高。

2、石油廢水；皮革廢水；造紙廢水、木材加工廢水。上述廢水處理水后的BOD/COD值大幅度提高。

3、電鍍廢水；印刷廢水；采礦廢水；其他含有重金屬的廢水?？梢詮纳鲜鰪U水中去除重金屬。

4、有機磷農業廢水；有機氯農業廢水。大大提高上述廢水的可生化性，且可除磷，除硫化物。

五、鐵碳微電解注意事項

1、微電解填料在使用前注意防水防腐蝕，運行一旦通水后應始終有水進行保護，不可長時間曝露在空氣中，以免在空氣中被氧化，影響使用；

2、微電解系統運行過程中應注意合適的曝氣量，不可長時間反復曝氣；

3、微電解系統不可長時間在堿性條件下運行；

4、油脂類廢水必須先隔油；

5、對于一些特殊廢水，鐵碳微電解工藝僅僅能起到破鏈的作用，即把大分子鏈破解為稍小的小分子鏈物質，COD這時會不降反升，對于這種情況，后續采取芬頓工藝作為補充，會起到更好的電解效果；

6、其它注意事項可據微電解反應基礎原理。