微電解鐵碳填料技術(shù)簡(jiǎn)介

FCM-III創(chuàng)新催化微電解材料浸沒(méi)在廢水中進(jìn)行微電解時(shí)，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)微型原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵作為陽(yáng)極,電位高的碳做陰極,在催化劑M存在的條件下，在廢水水溶液中發(fā)生電化學(xué)氧化-還原反應(yīng)。反應(yīng)的結(jié)果是有毒、長(zhǎng)鏈及環(huán)狀雜原子有機(jī)物得到電子，發(fā)生開(kāi)環(huán)、斷鏈等降解反應(yīng)，毒性有機(jī)物官能團(tuán)被破壞，微生物毒性消失、長(zhǎng)鏈難生化降解有機(jī)物斷鏈轉(zhuǎn)化為易于生化降解的小分子有機(jī)物，環(huán)狀及雜環(huán)有機(jī)物開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)化為易于生化處理的小分子化合物，同時(shí)鐵受到腐蝕變成二價(jià)或三價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。由于鐵離子在微堿性條件下有混凝作用,它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異電相吸,形成穩(wěn)定的絮凝物發(fā)生共沉而去除。

微電解技術(shù)是目前處理高濃度、難降解、難生化有機(jī)廢水的一種理想工藝，其工作原理基于電化學(xué)氧化—還原反應(yīng)以及絮凝沉淀的共同作用，該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高難度廢水的處理，不僅能大幅度地降低COD，而且可大大提高廢水的可生化性。

（2）FCM-III創(chuàng)新催化微電解材料具有如下被證實(shí)了的功能：

（a）開(kāi)環(huán)、斷鏈、提高可生化性及脫色：有機(jī)物參與陰極的還原反應(yīng)，使官能團(tuán)斷鏈降解，COD降低，廢水的可生化性(B/C值)提高，同時(shí)有機(jī)物雙鍵或其他共軛鍵斷開(kāi)后，發(fā)色基團(tuán)減少，降低了廢水色度；

（b）除雜原子（如硫、磷、鹵等）：含雜原子（如S）有機(jī)物經(jīng)開(kāi)環(huán)、斷鏈及進(jìn)一步反應(yīng)后，雜原子轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物（如硫化氫、硫化鈉等），zui終與鐵反應(yīng)生成生成硫化鐵沉淀得以去除，如：Fe2++S2-→FeS↓; 

（c）除重金屬離子：例如銅離子等，與鐵碳材料反應(yīng)后，銅被置換截留于填料上，從廢水中分離，得以?xún)艋?。六價(jià)鉻在酸性條件下，經(jīng)鐵碳處理，還原為三價(jià)鉻，出水調(diào)PH至7-8，生成沉淀分離去除。

如：Cu2+  + Fe→Cu↓+Fe2+   

Cu2+  + Fe2+→Cu↓+Fe3+     

 Fe3+ + 3OH- →Fe(OH)3↓          

（d）破乳：廢水的膠體粒子和微小分散的污染物受電場(chǎng)作用，產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，向相反電荷的電極移動(dòng)，并聚集在電極上形成聚集體（如微小油粒聚集成油滴上?。┡c水分離；

（e）混凝：陽(yáng)極反應(yīng)后生成的新生態(tài)Fe3+/Fe2+經(jīng)堿（石灰）中和生成新鮮的Fe(OH)3絮體，具有*的吸附能力，將廢水中污染物吸附、凝聚分離，使水得以澄清；

（f）加成斷鏈提高可生化性：陰極生成的氫，具有很強(qiáng)的加成還原作用，可與長(zhǎng)鏈、環(huán)狀大分子有機(jī)物反應(yīng)，將有機(jī)物斷鏈分解，提高廢水的可生化性。

以上作用可以對(duì)化工廢水等水質(zhì)復(fù)雜、含多種有毒有害物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的工業(yè)廢水zui終無(wú)害化處理具有廣譜凈化作用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.2 FCM-Ⅲ微電解鐵碳填料不鈍化不板結(jié)的原理

普通微電解材料出現(xiàn)鈍化的根本原因：微電解屬于多相反應(yīng)，反應(yīng)主要集中在填料表面發(fā)生，在微電解過(guò)程中，會(huì)不斷產(chǎn)生Fe2+和Fe3+，PH上升，當(dāng)鐵碳表面PH達(dá)到4以上時(shí)，Fe2+和Fe3+便在微電解材料表面形成氫氧化物絮狀物或氧化物。當(dāng)鐵的氧化物附著在鐵的表面越來(lái)越密集時(shí)，氧化膜會(huì)阻礙微電解反應(yīng)的繼續(xù)發(fā)生，鈍化現(xiàn)象開(kāi)始產(chǎn)生，反應(yīng)效率開(kāi)始下降直到zui后變得極低。

FCM-III鐵碳微電解填料*鈍化不板結(jié)的原理：

（a）*制作工藝確保產(chǎn)品*鈍化。與市場(chǎng)上的填料相比， FCM-III鐵碳微電解填料將原料預(yù)處理制作成納米級(jí)極細(xì)的活性粉末，鐵、碳以及微量元素M以恰當(dāng)?shù)谋壤浞只旌暇鶆?，通過(guò)高溫技術(shù)加工而成，且不添加任何粘土等惰性成分，確保產(chǎn)品活性高效。這樣制成的產(chǎn)品，鐵-碳-M均勻分布構(gòu)造，微電解反應(yīng)產(chǎn)生的鐵離子附著在極細(xì)顆粒的鐵粒表面，由于鐵顆粒面積小故附著力也很小，很容易通過(guò)FCM-III曝氣系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)脫落下來(lái)，隨廢水帶出微電解裝置，所以不會(huì)產(chǎn)生氧化鐵膜的粘附，*避免鈍化和板結(jié)。

（b）規(guī)整球形，便于布水布?xì)夂头礇_洗。FCM-III系列鐵碳微電解填料是規(guī)整圓球狀，并且可根據(jù)客戶(hù)需求制作成相應(yīng)粒徑的尺寸（范圍可在1-30mm），均勻的外形尺寸，填料在反應(yīng)床中堆積重量和孔隙均勻分布，有利于布水和布?xì)獾木鶆颍岣呦到y(tǒng)運(yùn)行的傳質(zhì)效率，同時(shí)避免在運(yùn)行過(guò)程中形成溝流，防止由于不均勻布水布?xì)庠斐删植刻盍掀貧鈹嚢韬头礇_洗不足而鈍化。另外規(guī)整球形顆粒在氣體反沖過(guò)程中易于松床、膨脹，形成均勻反沖洗效果，顆粒表面截留的SS及反應(yīng)產(chǎn)物易于脫落，防止顆粒物和沉淀產(chǎn)物在材料表面積累造成填料鈍化、板結(jié)。

（c）保證措施：定期氣體反沖。對(duì)于少量殘留在填料表面的反應(yīng)產(chǎn)物，可定期進(jìn)行氣體反沖，確保材料表面清潔無(wú)沉積，*鈍化不板結(jié)。反沖間隔通常設(shè)置為24-48h/次，每次反沖洗時(shí)間約為10-20min。相比于用酸洗活化來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單，成本更低，效果更好。

2.3 FCM-Ⅲ催化微電解材料主要特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1） 專(zhuān)為環(huán)保廢水治理研制生產(chǎn)

    FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料是一代鐵-碳-M一體化催化鐵碳微電解環(huán)保材料（號(hào)：ZL200910198628.6），為規(guī)整球形，顆粒尺寸為φ14-18mm，與廢水反應(yīng)活性強(qiáng)，處理效果好，顯著區(qū)別于市場(chǎng)上采用煉鋼球團(tuán)的改型產(chǎn)品（扁圓形20x30mm）。

（2） 微孔發(fā)達(dá)堆密度低

FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料對(duì)密度可以達(dá)到1.1-1.3g/cm3,微孔發(fā)達(dá)，比表面積大，反應(yīng)活性強(qiáng)，采用高溫磁化構(gòu)架、微孔活化技術(shù)，表面Zeta電位高，能大幅度降低污染物開(kāi)環(huán)、斷鏈及降解反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率和凈化效率。

（3） 規(guī)整球形結(jié)構(gòu)傳質(zhì)效率高，反應(yīng)更*，易于反洗

FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料采用規(guī)整球形結(jié)構(gòu)，填充空隙更均勻，廢水與顆粒表面接觸更充分，傳質(zhì)效率更高，反應(yīng)更*。

所有濾床結(jié)構(gòu)填料，在過(guò)濾過(guò)程中都需要定期反洗。FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料采用規(guī)整球形結(jié)構(gòu)，低密度，反洗更容易，使用管理更方便。

（4）鐵-碳-M均勻分布，電化學(xué)反應(yīng)效率更高

FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料生產(chǎn)加工采用納米級(jí)原料混合成球，鐵-碳-M元素混合均勻，正負(fù)電極對(duì)數(shù)量更巨大，放電反應(yīng)過(guò)程電子傳遞阻力更小，反應(yīng)更高效，除污、解毒、降解能力更強(qiáng)，凈化效率更高。

市場(chǎng)上煉鋼球團(tuán)（扁圓形）鐵碳中的碳片數(shù)量少，分布不均勻，反應(yīng)效率自然較低。扁圓形結(jié)構(gòu)堆集填充后空間不均勻，廢水與填料接觸傳質(zhì)效率低，影響總體處理效果。

（5） 不鈍化，不板結(jié)、不堵塞

FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料將微電解正負(fù)極材料及催化元素有機(jī)地結(jié)合到一體，即在單個(gè)顆粒內(nèi)同時(shí)形成無(wú)數(shù)個(gè)正負(fù)電極對(duì)，使放電反應(yīng)永遠(yuǎn)暢通無(wú)阻，電極之間間距短，放電阻力小，由于正負(fù)電極對(duì)一體化可以反沖洗，因此從根本上避免微電解材料表面致密氧化物形成和鈍化現(xiàn)象的發(fā)生。真正實(shí)現(xiàn)不鈍化，長(zhǎng)期維持穩(wěn)定活性。

另外規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)，可輕松進(jìn)行定期反沖洗，從根本上解決使用過(guò)程中材料間雜質(zhì)堵塞、填料板結(jié)等問(wèn)題。

（6） 消耗量小，運(yùn)行成本低

FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料催化活性強(qiáng)、放電反應(yīng)效率高，去除單位COD微電解材料消耗量少，產(chǎn)生污泥量小，處理成本低。

（7） 預(yù)處理（解毒）作用穩(wěn)定確保后續(xù)生化高效運(yùn)行

    加藥及高級(jí)氧化等預(yù)處理工藝在來(lái)水水質(zhì)波動(dòng)時(shí)反應(yīng)條件控制往往滯后，不能充分保障出水水質(zhì)，容易對(duì)后續(xù)生化處理造成破壞性影響（這也是以往高濃度有毒工業(yè)廢水生化系統(tǒng)難以穩(wěn)定高效運(yùn)行的根本原因）。而FCM-III創(chuàng)新環(huán)保微電解材料采用濾床方式，來(lái)水水質(zhì)波動(dòng)對(duì)出水水質(zhì)影響小，能充分確保出水水質(zhì)可生化性滿(mǎn)足后續(xù)生化處理要求，維持生化處理單元平穩(wěn)高效運(yùn)行，zui終確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

（8）系列產(chǎn)品針對(duì)性更強(qiáng)，更高效

FCM-III系列創(chuàng)新環(huán)保微電解材料根據(jù)不同廢水類(lèi)型研發(fā)型號(hào)產(chǎn)品，初步形成含重金屬?gòu)U水、石油廢水、高色度廢水、化工制藥廢水等微電解系列產(chǎn)品，其針對(duì)性更強(qiáng)、技術(shù)更專(zhuān)業(yè)、處理效率更高。