铁碳微电解技术应用与研究

铁碳微电解作为一种"以废治废"的高效废水预处理技术受到人们的广泛关注,近几十年来广泛应用于废水处理工程实践中.为了进一步提高铁碳微电解技术的处理效果,很有必要对铁碳微电解技术的反应机理深入了解,对影响铁碳微电解处理效果的各种因素进行探讨,并剖析近年来铁碳微电解技术在废水预处理应用方面的研究成果,总结该技术存在的问题并探究相应的改进技术,最后对该技术未来研究方向和发展趋势进行了展望.     

铁碳微电解预处理高浓度酒精废液

采用废铁屑-焦碳组成微电解工艺预处理高浓度酒精废液。通过正交试验和单因素分析试验考察了反应时间、铁碳比、曝气强度对铁碳微电解工艺降解有机物,提高废水可生化性和pH的影响,最终确定了最佳反应条件。试验结果表明,反应时间、铁碳比和曝气强度对铁碳微电解处理酒精废液的影响程度依次降低,且最佳反应条件为反应时间2小时,铁水比125：500,曝气强度4m^3／m^2h,CODcr的去除率达到50％,废水的BOD5／CODcr值可由O．3提升到0．48,pH由3．5提高到5．2左右。作为高浓度酒精废液预处理工艺,铁碳微电解能够经济、有效降低后续处理工艺的负荷,提高废水的可生化性和碱度。     

铁碳微电解处理中活性炭吸附作用及其影响

铁炭微电解反应系统的反应机理十分复杂,除了铁碳原电池作用之外,还存在着絮凝、沉淀以及活性炭的吸附等作用,有关活性炭吸附作用及其对铁碳微电解反应系统处理效率的影响尚存在分歧.文章采用动态微电解处理工艺,以极难降解的盐酸金刚烷胺模拟医药废水为处理对象,研究活性炭的吸附作用及其对于铁碳微电解系统处理性能的影响.研究表明活性炭...     

铁碳微电解法预处理湿法腈纶废水试验研究

采用铁碳微电解工艺对湿法腈纶废水进行预处理试验。通过单因素试验确定了铁屑、活性炭投加量及反应时间等因素对处理效果的影响。结果表明,采用铁碳微电解工艺处理初始CODCr为1 076 mgL,CN-浓度为5.50mgL的湿法腈纶废水,当铁碳微电解反应中铁屑和活性炭投加量均为35 gL,反应时间为90 min,初始pH为4.50时,废水中CODCr的去除率在36.0%以上,CN-的去除率超过90%;废水BOD5CODCr由0.39提高到0.56,废水可生化性显著提高。     

铁碳微电解降解高浓度制药废水

采用铁碳微电解法对高浓度制药废水进行降解实验研究,考察了铁碳微电解反应时间、铁碳体积比、进水pH值、固液比等因素对降解效果的影响。结果表明,铁碳微电解反应时间为100 min,铁碳体积比为1:1,进水pH值为4.0,固液比为15%时,CODcr去除率接近60%,色度去除率超过80%,BOD5/CODcr也由原水的不足0.10上升到0.43,可生化性得到提高。同时也考察了铁屑活化对降解效果的影响。     

己内酰胺生产废水的铁碳微电解深度处理与机理研究

采用铁碳微电解方法对己内酰胺生产废水进行深度处理,探讨了pH值、停留时间、铁碳质量比对处理效果的影响。在pH为4、停留时间为120 min、铁碳质量比为4的最佳处理条件下,COD去除率可达57.8%,色度去除率可达68.4%。微电解对己内酰胺废水的作用主要通过铁的絮凝作用,处理过程中的酸性条件、微电解的氧化还原和电场作用,从而提高其去除效率。     

铁碳微电解法去除石油废水中化学需氧量试验研究

用铁碳微电解法处理石油开采废水中化学需氧量,探讨和分析了pH值、Fe/C比、铁碳投加量和反应时间对微电解处理效果的影响,实验结果表明铁碳微电解试剂的最佳条件为:pH值为3;铁屑投加量为50 g/L,铁碳质量比为1∶1,微电解反应时间为120 min,化学需氧量去除率最高可达39％.本实验优化了铁碳微电解法对石油开采废水预处理的最佳工艺条件,大大降低了石油废水预处理的成本和负荷,为石油废水消减化学需氧量的初步处理提供了理论基础和技术保障.     

铁碳微电解预处理ABS凝聚干燥工段废水

采用铁碳微电解系统对ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）凝聚干燥工段废水进行预处理,重点研究了不同进水pH值对铁碳微电解处理效果的影响.为了研究铁碳微电解系统分解转化有毒难降解有机物污染物的电化学作用,分别建立了活性炭对照实验和铁对照实验.结果表明,不同进水pH值条件下,微电解处理后出水的TOC去除率均在40%～60%之间;微电解能够分解转化废水中的有毒难降解有机污染物,使废水的BOD₅/COD值由0.32提高到0.60以上,极大地提高了废水的可生化性;在进水pH值为4.0的条件下,微电解处理出水的BOD₅/COD值高达0.71,且进水pH值为4.0的条件下微电解对废水中有机污染物的分解转化效率最高.因此,铁碳微电解系统的最佳进水pH值为4.0.     

微电解/Fenton法预处理炼油碱渣的实验

采用铁碳微电解/Fenton试剂组合工艺对炼油碱渣废水混凝沉淀处理后出水,进行降解研究。实验结果表明:pH值为3,废水与铁碳填料的体积比为2∶1,微电解反应时间2 h,曝气的条件下,废水的处理效果最好,COD的去除率超过42.5%。Fenton试剂处理微电解反应出水的最佳操作条件是:pH值在2～3之间、反应时间2.5 h、Fe2+浓度为800 mg/L左右、H2O2浓度为0.25 mol/L,在此条件下,Fenton试剂处理微电解处理后的炼油碱渣废水COD平均去除率为63.8%以上,微电解/Fenton工艺对COD的总去除率在79.2%左右,可生化性由0.16提高到0.56。     

改进型铁碳微电解设备研究

针对传统铁碳微电解装置存在的偏流、堵塞、填料板结等问题,提出了相应的解决方法及措施,对装置结构进行优化改进,并进行了现场中试实验。通过在装置内部增加挡圈防止设备偏流,增设废水内循环工艺防止设备堵塞,改变填料的结构防止设备板结。采用改进型铁碳微电解设备处理青岛某电镀废水,稳定运行120 d出水平均值ρ(Cr6+)为0.03 mg/L,ρ(Cr)为0.04 mg/L,ρ(Zn~(2+))为0.12 mg/L,ρ(Cu~(2+))为0.67 mg/L,达到了GB 21900—2008《电镀废水排放标准》的要求,且设备运行稳定可靠。     

含铜黄连素废水的铁碳微电解预处理及铜回收研究

利用铁碳微电解技术对含铜黄连素制药废水进行预处理,通过单因素试验确定了反应时间,铁粉和废碳投加量,pH等因素对处理效果的影响,并设计了回收金属铜的工艺流程.结果表明:采用铁碳微电解工艺处理初始Cu2+浓度约为20000mg/L,黄连素浓度为1 700～1 900mg/L的含铜黄连素制药废水,当废水pH为2.0～3.0,...     

CCD法优化铁碳微电解盐酸黄连素废水条件研究

文章采用CCD法对铁碳微电解盐酸黄连素废水条件进行优化,建立二次多项式预测模型,并对其进行动力学分析。实验结果表明,对初始浓度为100 mg/L的盐酸黄连素进行铁碳微电解的最佳条件是:曝气量3.78 L/min、固液比0.45、反应时间3.46 h、初始pH 2.90;在此条件下,盐酸黄连素去除率的响应面模型验证值为84.23%,实验值为82.93%,两者仅偏差1.3%。铁碳微电解降解盐酸黄连素动力学过程与表观二级反应动力学模型拟合程度最高,利用二级衰减方程模型C_t=a/(1+bt)在不同盐酸黄连素初始浓度下的反应进行拟合,其拟合相关系数均达到0.97以上,较好地反映了铁碳微电解盐酸黄连素的动力学过程,有助于分析不同反应时间下废水剩余浓度的变化。     

改进型铁碳微电解设备预处理硝基苯废水

针对传统铁碳微电解装置存在的偏流、堵塞、填料板结等问题,对装置结构进行了优化改进,采用催化微电解填料对硝基苯废水进行预处理。在装置内部增加挡圈防止设备偏流,增设废水内循环工艺以防止设备堵塞,改变填料的结构以防止设备板结,并采用催化微电解填料提高反应速率。在此基础上,研究了催化填料类型、进水浓度、反应时间及pH值对微电解反应过程的影响,以探索硝基苯预处理的显著影响因素和最佳条件。结果表明:采用含铜催化剂,硝基苯的质量浓度为30 mg/L,反应时间为60 min,pH为3. 0时,反应达到最佳状态,出水能够达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》,且设备运行稳定可靠。     

微电解-接触氧化法处理丁苯橡胶废水研究

丁苯橡胶废水是一种具有强冲击、多组分、高浓度特点的废水,且含有难降解和抑性物质,因此传统的活性污泥法对其没有理想的去除效果。研究提出选用铁碳微电解-生物接触氧化组合工艺来对该废水进行处理,以COD为主要指标考察该组合工艺对丁苯橡胶废水的处理效果。实验结果表明,铁碳微电解处理丁苯橡胶废水,可以提高废水的可生化性,并去除一定的色度和COD,铁碳微电解的最佳p H为3,最适温度为30℃,需要曝气,反应时间为60 min,后续采用生物接触氧化工艺进一步处理废水,其最佳水力停留时间为12h,出水COD浓度为95 mg/L,色度为2倍,实现丁苯橡胶废水的有效处理。     

铁碳微电解预处理制药废水的实验研究

采用铁碳微电解的方法对高浓度的制药废水进行预处理,考察了反应时间、铁碳比、pH值因素对处理效果的影响。结果表明,反应时间为100min,铁碳体积比为1：1,pH为4时,效果最佳,CODcr的去除率可达到50．52％,同时BOD5／CODcr也由原水的不足0．1上升到0．32,可生化性得到提高。     

铁碳微电解处理染料污水的影响因素筛选与优化

为提高铁碳微电解处理染料废水中COD_Cr去除率,将Plackett-Burman和Box-Behnken试验设计方法相结合应用于废水处理条件的筛选与优化. Plackett-Burman设计试验结果表明:铁碳比(体积比)、反应时间和曝气量是影响铁碳微电解处理染料废水COD_Cr去除率的3个关键性因素. Box-Behnken试验设计方法和三维响应面分析表明,铁碳微电解处理染料废水对COD_Cr去除率的最优化操作条件是铁碳比为3∶2、反应时间为120 min、曝气量为40 L/min. 在该优化条件下,当ρ(COD_Cr)在1 000~10 000 mg/L之间变化时,COD_Cr去除率的试验结果均落在模型预测结果的95%置信区间(75.5%~83.3%)内,说明模型能对铁碳微电解处理结果进行良好的预测,因此具有一定的可信度.      

人工湿地植物炭基材料特性及铁碳微电解填料制备

以人工湿地中典型植物为原料制备了不同条件下的炭基材料,并对其产率和结构特性进行了分析;同时考察了铁碳质量比、膨润土配比和焙烧温度对铁碳微电解填料除磷和化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)性能的影响,优化了植物基铁碳微电解填料的最佳配比和制备条件.结果表明:炭基材料主要由C、H、O和N四种元...     

颜料废水的脱色工艺实验研究

采用铁碳微电解对某颜料厂的废水进行脱色处理,确定去除其色度的工艺参数。实验结果表明色度去除率接近100％,其有机物含量去除率在45％以上,同时可生化性得到改善。     

铁碳微电解强化煤制气废水酚类物质去除效能

探讨了铁碳微电解(ICME)技术对煤制气废水(CGW)中酚类污染物的去除效果,以及对废水可生化性能的改善效果。结果表明:与单一活性炭和单质铁相比,铁碳复合(Fe/C)填料具有较高的铁碳比、更丰富的孔隙结构以及更高的微电解反应活性。单因素分析表明,在煤制气废水处理中,低溶解氧(DO)和酸性条件更有利于微电解的作用过程,而Fe/C填料投加量过高或过低均不利于微电解反应。由响应曲面分析获得ICME处理煤制气废水酚类物质的最佳反应条件为:pH为6.50,Fe/C填料投加量为62.22 g/L,ρ(DO)为0.47 mg/L。在此最佳条件下,COD和总酚去除率分别达到80.98%和75.03%,BOD₅/COD值由0.21提高到0.36。结果表明,ICME在强化煤制气废水酚类污染物去除方面发挥重要作用,可为后续生化处理工艺提供良好的水质条件。     

颜料废水的脱色工艺实验研究

采用铁碳微电解对某颜料厂的废水进行脱色处理,确定去除其色度的工艺参数。实验结果表明色度去除率接近100%,其有机物含量去除率在45%以上,同时可生化性得到改善。