微電解反應機制

   微電解技術(shù)是采用工業(yè)鑄鐵屑為原料，利用微電池腐蝕原理所引起的電化學(xué)、化學(xué)反應和物理反應(包括氧化-還原、置換、絮凝、吸附、共沉過(guò)濾等諸多原理)綜合作用，去除水中重金屬的一門(mén)技術(shù)。在整個(gè)反應塔中介質(zhì)分為三層：氧化-還原主反應層、絮凝層和過(guò)濾層.微元腐蝕電池是由于金屬表面的電化學(xué)不均勻性，在金屬表面出現許多微小的電極，從而形成微電池.微電池反應是一個(gè)短路原電池發(fā)生的過(guò)程，電子回路短接，電流不對外作功，電子自耗于微電池的陰極還原反應中.鑄鐵中碳質(zhì)量分數在2.0%～6.67%，并含有硅、錳、硫等雜質(zhì)，鑄鐵實(shí)際上是鐵、碳、硅的合金.微電解技術(shù)主要利用鑄鐵屑表面化學(xué)成分不均勻及金屬組織不均勻性構成的微電池.當鑄鐵屑浸沫在電解質(zhì)溶液(含Cr6+，Cu2+，Ni2+，Zn2+廢水)中時(shí)，由于不同相之間存在電位差，因而在鑄鐵表面形成了無(wú)數以鐵為陽(yáng)極，碳化鐵，硅和其他雜質(zhì)為陰極的微小腐蝕電池.在電解質(zhì)即陰極去極化劑作用下(含Cr2O72-溶液)，反應會(huì )大大加快.又由于鑄鐵屑疏松多孔、表面積大使反應迅速完成.氧化-還原主反應層是微電解技術(shù)的核心。

2 實(shí)驗裝置和實(shí)驗方法

   廢水處理工藝流程如圖2，配制實(shí)驗所需水樣100L，用泵打入反應塔，出水流入沉淀池，每隔30min取水樣分析，反應條件為室溫.反應塔運行一段時(shí)間后，處理能力下降，沉淀增加，阻力增大，需用水和壓縮空氣聯(lián)合沖洗，沖洗水排入沉淀池，鐵屑得到再生，即可重復實(shí)驗.實(shí)驗分析儀器：DR/200分光光度計；PHS-2C酸度計；DT-100分析天平，實(shí)驗采用單因素實(shí)驗法，逐一考察各因素的影響趨勢.在本系統水樣的處理過(guò)程中，pH值，濃度，反應時(shí)間等是影響處理效果的主要因素。

3 綜合效果

   進(jìn)水pH=4；p(Cr⁶⁺)=100mg/L；p(Cu²⁺)=30mg/L；p(Zn²⁺)=100mg/L；p(Ni²⁺)=30mg/l；反應時(shí)間t=5min溫度：室溫；實(shí)驗數據見(jiàn)表1：

4 結論

   (1)微電解法在適宜的pH范圍和適當反應時(shí)間條件下，可以綜合處理多種重金屬離子，出水可以直接達標排放.微電解技術(shù)適合于處理pH值在3.2～5.5；反應時(shí)間5min以上；Cu2+質(zhì)量濃度小于30mg/L，Ni質(zhì)量濃度小于30mg/L，Cr6+質(zhì)量濃度小于100mg/L，Zn2+質(zhì)量濃度小于100mg/L綜合性的重金屬廢水.

? ?(2)微電解法不用投加化學(xué)藥劑，運行費用低，污泥量少，原料易得，價(jià)格低廉，微電解裝置簡(jiǎn)單，易于定型，可實(shí)現自動(dòng)化操作，減輕工人勞動(dòng)強度。

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