PCB络合废水的铁碳微电解工艺
铁炭微电解法预处理废水的研究
铁炭微电解法预处理废水的研究铁炭微电解法预处理废水的研究摘要：废水处理是一项重要的环境保护任务。
铁炭微电解法是一种有效的预处理方法，通过在电解池中同时加入铁粉和活性炭粉，引入电流作用下的化学反应，可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
本文通过实验研究了铁炭微电解法处理废水的效果，并对其机理进行了分析。
一、引言废水处理是环境保护的重要任务之一。
目前，废水处理技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。
然而，这些方法存在着效果不佳、成本高等问题。
因此，发展一种高效、低成本的废水预处理技术势在必行。
二、铁炭微电解法的原理铁炭微电解法是一种将铁粉和活性炭粉同时加入电解池中处理废水的方法。
通过加入直流电流，使得铁粉和活性炭粉在电解池中发生化学反应。
铁粉可以被氧化成Fe2+，而活性炭粉则在电流的作用下释放出氢气。
这些反应产生的还原剂和氧化剂能够有效地降解废水中的有机物和重金属离子。
三、实验设计本实验使用了一台电容量为1 L的电解池，并在其中加入了适量的铁粉和活性炭粉。
废水样品经过调整后，作为实验对象。
调整后的废水中含有有机物和重金属离子。
实验设置了不同的电流强度和电解时间，以研究其对废水处理效果的影响。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们发现铁炭微电解法能够有效去除废水中的有机物和重金属离子。
随着电流强度的增加和电解时间的延长，处理效果逐渐提高。
在一定范围内，电流强度对去除有机物的效果具有正面影响。
然而，当电流强度过高时，电解过程中产生的气体将会影响反应的进行，从而降低废水处理的效果。
此外，实验还发现，铁炭微电解法对去除重金属离子的效果也较好，其原因是重金属离子能够与铁粉发生还原反应。
五、机理分析铁炭微电解法的废水处理机理主要包括还原、氧化和吸附效应。
铁粉能够通过被氧化为Fe2+的反应产生还原剂，从而加速有机物和重金属离子的降解。
活性炭粉释放出的氢气则促进了废水中有机物的氧化降解。
此外，铁粉和活性炭粉的表面也具有吸附性，能够吸附部分废水中的有机物和重金属离子。
铁碳微电解技术
技术原理
③.富集作用
在铁碳电极之间形成的电场作用于废水中的带电胶体粒子，促使这些胶体 粒子定向迁移，从而促进废水中污染物质的富集与去除。
④.物理吸附作用
铁屑能够吸附多种金属离子，从而将金属离子置换成单质并除去，铁屑中 的碳微粒和活性炭对金属离子均有较强的吸附作用。而且铸铁作为一种多孔 物质，和活性碳一样有吸附能力，可以吸附水中的有机物。
谢谢
填料改进 装置改进
总结
微电解工艺自20世纪70年代发展以来，已成功地应用于印染废水，电镀废水
等多行业废水处理工程。
一.深入研究铁碳微电解反应结构装置与废水处置效率及长期稳定性之间的 关系，设计出更为高效，合理的铁碳微电解反应装置 二.探寻与其他工艺的组合方案，解决高生物毒性，高稳定性，高浓度废水 的治理难题。
技术原理
①.氧化还原反应
F e 2 H 2 F e2 H 2
F2 e o x id atF io3 n e
②.原电池反应：铁碳微电池 阳极：Fe - 2e → Fe2+ 阴极：2H+ + 2e → H2 ↑
当反应体系中有溶解氧存在时在不同酸碱度条件下分别发生如下反应：
酸性溶液：O2 + 4H+ + 4e → 4H2O 中性或碱性溶液：O2 + 2H2碳微电解的因素
进水pH
控制在之间
曝气量
改变原电池 电位 影响电极材 料的状态与 活性
停留时间
进水pH低， 停留时间短 进水pH高， 停留时间长
铁碳微电 解填料
填料的形貌 填料的种类
铁碳微电解填料
铁碳微电解技术应用
铁碳微电解技术的局限与改进
• 铁炭填料逐渐板结钝化 • 反应在酸性条件下进行 • pH适用范围窄，COD去除率有待提高
铁屑内电解法处理PCB络合废水
沉淀后的出水进入中间水池，投加酸控制 ｐＨ 在 ７．５～８．５，预处理后的络合废水与经过预处理后的有 机废水混合，泵入生化系统使之彻底分解，有机物 （包括络合离子）被去除。
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图 １ ＰＣＢ 络合废水处理流程
Ｆｉｇ．１ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
络合废水先在酸性条件下（ｐＨ＝３．０～４．０）进行 电化学反应（微电解反应）和置换反应等，使铜等重 金属与络合剂分离开来，同时，部分络合剂（包括螯 合剂）因微电解作用而被分解，大分子链分解成小分
反应器运行一段时间后，铁屑表面会出现钝化 现象，铁屑板结，产生沟流，部分铁丝（铁屑）成泥状 沉于池底部，从而降低处理效率。置换反应槽的底部
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水处理技术
第 ３４ 卷 第 ６ 期
需特别设计成漏斗形，并布置曝气管，便于清理泥 络合废水中各种络合剂与铜离子，经调试运行，处理
渣，曝气利于搅动铁屑。 当废水酸性过大、反应时间过长时铁耗量较大，
络合废水，原水 ｐＨ 为 ７～１０，由泵泵入置换反应 槽，ｐＨ 值调至 ３．０～４．０，由 ｐＨ 计控制投加酸量，控制 点为 ４．０，同时投加铁丝和亚铁盐，在酸性条件下，发 生复杂的微电解反应，铁离子被溶出，铁离子浓度约 ６００～８００ｍｇ／Ｌ。反应过程中通空气搅拌，二价铁离子 被氧化成三价铁离子，搅拌强度不低于 １ｍ３ 气 ／ｈ·ｍ３ 水，停留时间不小于 ３０ｍｉｎ，一般 ４０～６０ｍｉｎ 为宜。在 酸性条件下，［Ｃｕ （ＮＨ３）４］２＋ 中的 ＮＨ３ 和 Ｈ＋ 结合成 （ＮＨ４＋）并释放出铜离子，又因 Ｆｅ３＋ 与 ＥＤＴＡ的络合 常数大于 ［ＥＤＴＡ－Ｃｕ］２＋ 的络合常数，Ｆｅ３＋ 置换出络合 的铜离子。
印刷电路板生产工业废水处理最佳方法新型铁碳微电解填料
印刷电路板生产工业废水处理最佳方法-新型铁碳微电解填料废水概况：我国信息电子产业的快速发展为印刷电路板行业的快速发展提供了良好的市场环境。
电子通讯设备、电子计算机、家用电器等电子产品产量的持续增长为印刷电路板行业的快速增长提供了强劲动力。
2008年，中国印刷电路板总产值约为272.5亿美元，是全球最大的印刷电路板生产地。
而在印刷电路板生产过程中有多种含重金属污染物的废水和含高浓度的有机废水排出，而如何处理这些废水就引起了市场的关注。
印刷电路板废水主要含有铜离子，废水基本呈酸性。
采用新型铁碳微电解工艺可以有效破除重金属络合物，有效降低COD。
潍坊普茵沃润环保科技有限公司W e i f a n g P u y i n w o r u n E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n S e i-t e c h C o.,L t d公司简介潍坊普茵沃润环保科技有限公司是致力于生产污水处理产品的专业化高科技公司。
本公司人才济济，凝聚一批具有责任心以及创业精神的高素质员工团队，公司与中山大学共同研发的新型包容式微电解技术可高效去除废水中高浓度有机物、提高可生化性，同时还可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。
并聘用美国美世学院大中华区总监Mel Sun先生为我们公司的管理顾问，从企业管理到产品生产销售的全环节为我们定身打造全员责任流程，以确保我们的产品、服务达到一流水准。
我们还与国内多所知名院校专家联合研制开发高科技水处理添加剂和设备，聘请在英国从事环保水处理工作20余年的姜亚伟博士作为我们的科研总监，负责指导我们产品的研制开发工作。
一、产品概述：微电解技术是目前处理印染、电镀、造纸、医药、硝基苯、苯胺、有机硅、印刷线路板、焦化、畜牧、双氧水化工、石油化工、橡胶助剂化工以及含苯环化工废水的一种理想工艺。
由我公司研发的新型微电解填料，突破了传统填料板结钝化的瓶颈，使得铁碳微电解技术被冰封之后重新得以推广。
铁碳微电解工艺流程
铁碳微电解工艺流程铁碳微电解工艺流程是一种利用电解过程进行金属镀膜的技术，其主要原理是通过电流在铁碳工件表面形成一层金属保护膜，从而提高工件的耐腐蚀性能和金属质量。
下面将详细介绍铁碳微电解工艺流程。
首先，在进行铁碳微电解前，需要将铁碳工件表面进行清洗，去除油污和氧化物等杂质，以保证后续电解过程的顺利进行。
常见的清洗方法包括机械清洗、化学清洗和溶解清洗等方式。
清洗完毕后，将铁碳工件放入电解槽中。
电解槽中需要加入电解液，电解液的选择会直接影响到电解效果。
常用的电解液有硫酸铁、硫酸锌和硝酸铁等，根据需要可以调整电解液的配比和浓度。
接下来，将阳极和阴极连接到电源上。
通常情况下，阳极选用纯铁或铁碳合金，而阴极则选用铁碳工件。
电解过程中，阳极会释放出金属离子，而阴极则通过吸附金属离子的方式在表面形成一层金属膜。
开始电解后，需要设定一定的电流密度和电解时间，以控制金属层的厚度。
电流密度过高会导致结晶粗糙，而过低则会导致电解层厚度不够。
电解时间则根据需要和工艺要求进行调整。
电解过程中，需要时刻关注溶液的温度和PH值，保持在适宜的范围。
温度过高会导致金属结构异常，PH值过高则会影响金属电离度和沉积质量。
所以需要根据具体情况进行控制和调整。
当电解过程结束后，需要将工件从电解槽中取出，并进行清洗。
清洗完毕后，可以对工件进行后续处理，例如去除电解液残留、进行封闭处理等。
最后，对铁碳工件的金属镀膜进行检测和评估。
常用的检测方法包括厚度测量、摩擦测试、耐蚀性测试等，以判断金属镀膜的质量和效果。
总而言之，铁碳微电解工艺流程是一种有效改善铁碳工件性能的技术，通过合理控制电解条件和工艺参数，可以在工件表面形成一层金属保护膜，提高工件的耐腐蚀性能和金属质量。
铁炭微电解高浓度污水处理
一、关于铁炭微电解的简介及区分方法1、什么是铁炭微电解:是指铁和炭在电解质溶液中自发产生的微弱电流分解废水中污染物的一种污水处理工艺。
将铁屑和炭颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和炭之间的电极电位差(0。
9～17V),废水中会形成无数个微原电池.这些微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的炭做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应.在应中产生的大量初生态的Fe2+和新生态的[•H],它们具有极高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。
铁炭微电解工艺是集氧化、还原、电沉淀、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。
2、铁炭微电解的最佳使用PH范围是多少?铁炭微电解的最佳使用PH范围是3～4，在此PH范围内，高温烧结的铁炭微电解填料的年消耗量在10％~15%（个别厂家会讲他们的填料适用PH范围为5～7，这是不符合铁炭微电解的反应原理的，所以这种填料对废水处理的主要原理是通过铁炭中活性炭的吸附，不是通过真正的微电解反应原理达到处理效果）。
3、铁炭微电解工艺优点：适用范围广，处理效果好，成本低,操作维护方便，不需要消耗电力资源，反应速度快,处理效果稳定，不会造成二次污染，提高废水的可生化性，可以达到化学沉淀除磷，可以通过还原除重金属，也可以作为生物处理的前处理，利于污泥的沉降和生物挂膜。
目前成熟运用的行业有:化工、制药、染料、颜料、橡胶助剂、酚醛树脂、电镀、线路板、垃圾渗滤液、印染、煤化工等。
4、反应过程中铁和炭去哪里了：在高温烧结的铁炭微电解填料中铁和炭不是以大颗粒形式存在，而是以合计结构的形式存在，反应中铁变为二价铁离子存在于废水中,通过后续的絮凝而沉淀出来；炭随着铁的溶解不断的脱落,脱落后的极其细小炭粒会吸附着污染物质进入沉淀池经絮凝沉淀.5、什么是高温烧结的铁炭微电解填料：高温烧结铁炭微电解填料是铁粉与炭粉、催化剂等组分通过高温（超过1300℃）熔炼形成的一体化合金结构，故填料的物理强度强（≥600kg/cm2）；框架式的微孔结构形式，为微电解反应提供极大的比表面积及均匀的水气通道，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果.6、如何区分铁炭微电解填料是否是高温烧结：通过摔打或进行相关测试：高温烧结微电解填料不易敲碎。
铁碳微电解技术
铁碳微电解技术一、铁碳微电解法概述铁屑(较多使用铸铁屑)为铁-碳合金,当浸没在废水溶液中时,就构成一个完整的微电池回路,形成一种内部电解反应,这就是微电解。
而在铸铁屑中再加入惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等)颗粒时,铁屑与炭粒接触,形成的大原电池即为铁碳微电解法。
二、技术原理铁碳微电解技术主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。
铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，当材料浸没在废水中时，发生内部和外部两方面的电解反应。
一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，使铁变为二价铁离子进入溶液。
此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，因此在利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程，或者称之为存在微观和宏观的原电池反应。
另外，为了增加电位差，促进铁离子的释放,也可在铁碳微电解填料中加入一定比例催化剂。
发生电化学反应过程如下：阳极(Fe):Fe - 2e→Fe2+E(Fe/Fe2+)=0.44V阴极(C) :2H+ + 2e→H2 E(H+/H2)=0.00V反应中，产生了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。
若有曝气，还会发生下面的反应：O2+ 4H+ + 4e→2H2O E(O2)=1.23VO2+ 2H2O + 4e →4OH-E(O2/OH-)=0.41VFe2+ + O2 + 4H+ →2H2O + Fe3+反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂,可以有效地吸附、凝聚水中的悬浮物及重金属离子,且吸附性能远远高于一般的Fe(OH)3，从而增强对废水的净化效果。
铁碳微电解技术
铁碳微电解技术铁碳微电解技术是经过不断的优化改良，能真正快速、低成本处理含重金属、高COD、高色度、高氨氮等高浓度有机废水的处理的理想工艺，突破了传统方法：高成本、生化面积大、难达标的瓶颈。
技术特点：在短时间内(30-90分钟)去除污水中的有害物质。
包括：1、去除重金属：通过改变重金属元素的化学价，在催化和氧化的作用下变成金属化合沉淀物，将浓缩污泥内的重金属再分别提取出来，达到去除效果，去除率最高达99%。
2、去除色度：通过铁碳微电解的氧化作用产生新生氧，使色团受损而达到除色目的，最高去除率达98%。
3、去除COD：通过铁碳微电解的氧化作用断开大分子链，除了去除大部份COD值外，还能改善B/C 值，有利后步生化处理，缩短生化时间及易于达标。
处理污水种类：A、含重金属污水：电镀厂、线路板厂、采矿企业污水、化学污水。
如果污水含氰化物小于60ppm，则不需分开处理，氰化物和重金属在反应时同时被去除，如果污水PH呈酸性，不需用城中和，可直接反应处理，反应完成出水自动变成中性或微城性。
减少了用城中和的步骤和成本。
B、高COD、高色度污水：皮革厂(包括生皮及蓝湿皮)、肖皮厂、印花厂、染厂、垃圾渗透液等高浓废水，通过氧化基铁碳微电解设备处理，污水中的COD和颜色大部份被去除，使后续生化变得轻松容易，大大减少生化时间和面积，从而减轻投资成本和处理成本。
一、电镀废水处理电镀厂废水：呈强酸性，有大量的氰化物和磷酸盐，在生产过程中还有铜、铬、锌、铅等重金属，用铁碳微电解技术处理电镀废水，含氰废水不用分开处理，且各种指标(包括重金属)全部达标排放。
铁碳微电解技术是利用填料具有微电池反应、絮凝作用、和吸附共沉等综合作用，对废水处理表现出十分显著的效果。
对技术原理作简要的分析：铁碳微电解技术原理：铁碳微电解产物具有很高的化学活性，在阳极，产生的新生态Fe2+；在阴极，产生的活性［H］，均能与废水中许多污染物组份发生氧化还原反应，使大分子物质分解为小分子物质，使某些难生化降解的物质转变成容易处理的物质，提高废水的可生化性。
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印制电路板（PCB）废水水量大，废水污染物种类多，成分复杂，含多种络合剂（螯合剂）如氨、EDTA、酒石酸根等，与铜等重金属离子形成稳定的络合物，严重影响铜等重金属的处理，处理难度大。
就PCB络合废水处理而言，络合物的破除成为铜等重金属去除的关键。
一、利用铁碳微电解法处理PCB络合废水原理：络合重金属废水在微电解反应器内发生微电解反应和置换反应：
阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2+
阴极(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2
一方面，微电解反应产生新生态的氢和亚铁，能与水中的许多物质发生氧化还原反应，破坏络合物的结构，使其失去或降低与铜等重金属的络合能力，同时新生的Fe（OH）2与Fe（OH）3具有较高的絮凝、吸附活性，能吸附水中的分散小颗粒及有机分子而絮凝沉降下来，使废水进一步净化。
另一方面，铁能与废水中的铜进行置换反应，铁把络合铜中的铜置换出单质铜。
二、典型工艺流程
铁碳微电解法具有适用范围广，处理效果好，适用寿命长，成本低廉，操作方便等优点，已在PCB络合废水处理中得到广泛应用。
三、 TPFC填料在处理络合废水中的八大优势
与传统铁碳微电解填料相比，TPFC具有以下优势：
1、专为环保设计
与市场上炼钢球团改型产品不同，TPFC填料专为环保设计，根据不同水质而调整生产工艺和配方，以使能够达到最佳的反应效果。
2、微孔发达，比表面积大，活性高
TPFC采用高温磁化架构，微孔活化技术，表面ZeTa电位高，与市场上炼钢球团改型产品（扁圆形）相比，单位Fe-C形成的电子对高出一个数量级，反应速率和净化效率高，能大幅降低污染物开环、断链及降低反应的活化能。
3、规整球形结构接触反应更彻底，易于反洗
TPFC采用规整球形结构，填充空隙更均匀，废水与颗粒表面接触更充分，传质效率更高，反应更彻底。
所有滤床结构填料，在过滤过程中都需要定期反洗，而TPFC球形结构，密度低，反洗更容易，使用管理更方便。
4、铁-碳-M均匀分布，电化学反应效率更高
TPFC生产加工采用200目原料混合成球，铁-碳-M元素混合均匀，正负电极对数量更巨大，放电反应过程电子传递阻力更小，反应更高效，除污、解毒、降解能力更强，净化效率更高。
市场上炼钢球团（扁圆形）铁碳中的碳片数量少，分布不均匀，反应效率自然较低。
扁圆形结构堆集填充后空间不均匀，废水与填料接触传质效率低，影响总体处理效果。
5、无钝化
TPFC将微电解正负极材料及催化元素有机地结合到一体，即在单个颗粒内同时形成无数个正负电极对，使放电反应永远畅通无阻，从根本上避免微电解工艺由于材料表面致密氧化物覆盖导致的钝化现象发生。
真正实现无钝化、无需更换，只需根据其缓慢溶解速度，定期补加即可。
6、无堵塞
TPFC为单一材料（多元素复合一体），无需组配，密度一致，可定期反冲洗，从根本上解决使用过程中材料间杂质堵塞、填料板结等问题。
7、消耗量小，运行成本低
TPFC放电反应效率高，去除单位COD微电解材料消耗量少，产生污泥量小，处理成本低。
8、预处理（解毒）作用稳定确保后续生化高效运行
加药及高级氧化等预处理工艺在来水水质波动时反应条件控制往往滞后，不能充分保障出水水质，容易对后续生化处理造成破坏性影响（这也是以往高浓度有毒工业废水生化系统难以稳定高效运行的根本原因）。
而TPFC采用过滤方式，来水水质波动对出水水质影响小，能充分确保出水水质可生化性满足后续生化处理要求，维持生化处理单元平稳高效运行，最终确保出水水质达标。
四、技术参数
编号项目名称性能参数
1 外形规整球形，ø14-18mm
2 堆密度（g/cm3）0.8-1.2
3 孔隙率≥65%
4 比表面积（m2/g）≥1.2
5 耐磨性高
6 物理强度（Kg/cm2）≥650
7 有效成分（铁碳M）含量≥99%。