微电解—fenton工艺

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1、微电解-Fenton工艺一、微电解技术微电解技术，又称为内电解、铁还原、铁碳法、零价铁法等技术，是广泛研究与应用的一项废水处理技术。微电解的电解材料一般选用两种及以上电位相差较大的颗粒物，在无外加电场情况下，阴、阳极之间因电位差形成微电池效应而对污染物产生物理化学作用。微电解处理重金属废水是电化学絮凝吸附、电极反应、置换反应、中和及共沉淀等综合作用的结果。1、作用机理1)电极反应阴极(Fe)：Fe-2e-→Fe2+阳极(C)：O2+4[H]+4e-+→2H2O（酸性充氧条件下）2)置换反应主要利用金属的电极电位，用高电位的金属置换低电位金属。铁炭

2、微电解就是利用铁屑去除废水中电位低于铁离子的污染物的过程。3)配位络合反应在微电解反应过程中酸性废水的pH值不断上升，达到5左右，这时溶解的Fe3+发生一系列反应而形成络离子，从而除去部分污染物。4)物理-化学吸附铁炭微电解在处理含重金属酸性废水时，铁炭颗粒物表面具有活性，能吸附污染物，过程中产生的沉淀物也有吸附水中游离污染物的作用。5)共沉淀在微电解反应过程中Fe3+除了形成络离子外，还会生成Fe(OH)3沉淀，因此，水中砷离子等与Fe3+通过共沉淀去除。1、影响因素1)进水pH的影响进水pH越低，电极反应进行得越陕，越有利于微电解各种作用的实

3、现。但pH越低，铁耗量将加大，水中溶解铁含量增高、出水色度偏大；若原水需加酸调整pH时，要求过低的pH实际上会增大加酸量、增加运行成本。2)停留时间的影响为使氧化还原等作用进行得完全，微电解反应需要一定的停留时间以提高污染物去除率。但停留时间过长，出水中含铁量增加、色度偏高。事实上，不同废水所需的停留时间差异较大，短则10-15min，长则达7-8h，因此，最佳停留时间应通过试验确定。3)曝气的影响曝气可提高微电解的COD去除率。4)铁碳比和铁屑粒径的影响铁屑中外加碳粒，既可加剧电化学反应、提高处理效果，还能维持填料层一定的空隙率、防止铁屑结、保

4、持良好的水力条件、延长填料的再生周期；铁碳体积比一般为(2-1)：1，铁屑粒径一般为1-2mm。，另外还需考虑填料高度、粒径级配等问题。铁屑粒度越小，单位重量所含的铁屑颗粒越多，使电极反应的絮凝过程增加，除油效果越好；但粒度太小，单位时间的处理水量太少，故粒度以60-80目为佳。5)温度的影响微电解反应通常在进水水温下进行，不做温度的调整；水温的提高会改善某些废水的微电解处理效果。1)进水浓度的影响污染物种类多、成分复杂，不同废水的进水浓度与处理效果之间的关系差异很大，有的废水低浓度时处理效果好，有的则相反。实际工作中，应通过试验确定合适的进水浓

5、度以保证微电解的处理效果。一、Fenton技术1894年首次研究表明，H2O2在Fe2+离子的催化作用下具有氧化多种有机物的能力。过氧化氢与亚铁离子的结合即为Fenton试剂，其中Fe2+离子主要是作为同质催化剂，而H2O2则起氧化作用。Fenton试剂具有极强的氧化能力，特别适用于某些难生物降解的或对生物有毒性的工业废水的处理上。可分为普通Fenton法、光Fenton法、电Fenton法、US-Fenton法。1、氧化机理Fenton试剂反应过程如下：Fe+H2O2→Fe2++OH-+·OH(1)Fe2++·OH→Fe3++OH-(2)其中，

6、产生·OH的反应步骤(1)控制了整个反应的速度，·OH通过反应方程(2)与有机物反应而逐渐被消耗。从上两式可以看出，1摩尔的H2O2与1摩尔的Fe2+反应后生成1摩尔的Fe3+，同时伴随生成1摩尔的OH-外加1摩尔的·OH。正是·OH的存在，使得Fenton试剂具有强的氧化能力。2、影响因数1)pH值的影响因为Fe2+在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值，所以Fenton试剂只在酸性条件下发生作用，在中性和碱性环境中，Fe2+不能催化H2O2产生·OH。研究者普遍认为，当pH值在2~4范围内时，氧化废水处理效果较好，最佳效果出现在pH=3时。1)

7、试剂配比在Fenton反应中，Fe2+起到催化剂的作用，是催化H2O2产生自由基的必要条件。在无Fe2+条件下，H2O2难于分解产生自由基。当Fe2+浓度很低时，反应(1)速度很慢，自由基的产生量小，产生速度慢，整个过程受到限制。当Fe2+浓度过高时，会将H2O2还原且被氧化成Fe3+，造成色度增加。2)反应温度根据反应动力学原理，随着温度的增加，反应速度加快。但对于Fenton试剂这样的复杂反映体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应。因此，温度对Fenton试剂处理废水的影响复杂。适当的温度可以激活·OH自由基，温度过高会使H2O2

8、分解成H2O和O2。3)H2O2投加量及[Fe2+/H2O2]配比Fenton试剂在不同的Fe2+/H2O2比值下具有不同的处理功能，F