鐵碳微電解反應(yīng)器
是當(dāng)廢水在酸性條件下， Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,其中，碳的電位高，成為微陰極；鐵電位低，為微陽極。腐蝕電池與電解電極在酸性溶液中構(gòu)成無數(shù)的微型電解回路，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場。在這一反應(yīng)體系中，陽極反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O], 各電極反應(yīng)的主要機(jī)理如下：
微陽極：Fe-2e→Fe2+ 【E0 (Fe2+/Fe)= -0.44V】
微陰極：2H+ + 2e → 2[H] → H2 (酸性溶液中)
【E0 (H+/H2)=0.00V】
在充氧狀態(tài)時(shí)
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (酸性溶液中)
【E0 (O2/H2O)=1.22V】
O2＋H2O＋2e → HO2－＋OH－
HO2－ → OH－＋[O]
在PH以及反應(yīng)時(shí)間適當(dāng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)下列反應(yīng)：
NO-2 + 4H+ + 3e → 2/1N2+2H2O
NO-3+ 6H+ + 5e → 2/1N2+3H2O
催化微電解對(duì)廢水COD、色度去除和可生化性能改善的機(jī)理
1、催化微電解對(duì)廢水COD去除有明顯的效果，是陰極反應(yīng)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(yīng),使廢水的COD大幅度降低。
2、催化微電解對(duì)色度去除有明顯的效果，是由于電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力,可使某些有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)硝基—NO2 、亞硝基—NO 還原成胺基—NH2 , 新生態(tài)的二價(jià)鐵離子也可使某些不飽和發(fā)色基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的雙鍵打開,使發(fā)色基團(tuán)破壞而除去色度, 同時(shí)二價(jià)和三價(jià)鐵離子是良好的絮凝劑,特別是新生的二價(jià)鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調(diào)節(jié)廢水的pH 可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀,吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子,可進(jìn)一步降低廢水的色度,同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。
3、催化微電解對(duì)可生化性有明顯的改善是反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子及大量新生態(tài)的[H]，具有較強(qiáng)的還原能力，能把廢水中硝基類有機(jī)物還原成胺基類有機(jī)物，而一般胺基類有機(jī)物的可生化性明顯高于硝基類有機(jī)物，同時(shí)在充氧狀態(tài)下產(chǎn)生的大量新生態(tài)的 [O]，使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。
