铁屑过滤法在废水处理中的应用.doc
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1、铁屑过滤法在废水处理中的应用郝瑞霞,程水源,罗湘南摘要:综述了铁屑过滤法处理废水的机理,及其在废水处理中的应用状况、运行方式和强化铁屑过滤处理的途径,指出铁屑过滤是一种经济、有效的废水预处理技术。关键词:铁屑过滤;电化学腐蚀;预处理中图分类号:X792文献标识码:A文章编号:1008-1534(1999)03-0032-04The Application of Filtration with Iron Filingsin Wastewater TreatmentHAO Rui-xia,CHENG Shui-yuan,LUO Xiang-nan(Department of Environment
2、al Scieuce & Engineering,Hebie University of Science and Technology,Hebei Shijiazhuang 050018,China)AbstractThis paper sets forth the principle,application state at present,running process and the methods of heightening removal efficiency for wastewater treatment by filtration with iron filings.It p
3、oints out that filtration with iron filings is a pretreatment technology for wastewater,which is simply effective and having application value.Key wordsfiltration with iron filings;galvano-chemistry corrosion;pretreatment近年来,对利用废铁屑处理电镀、染料、印染、煤气洗涤等工业废水进行了大量实验研究,一些设计研究单位研制出了专用设备。铁屑过滤处理工业废水是一种简便易行,经济有效
4、的预处理技术。1方法原理与影响因素1.1原理铁屑过滤是以机械加工过程中产生的废铸铁屑或废钢屑为滤料,用稀酸清洗其表面氧化物,装填成一定高度的铁屑滤床,进行废水处理的一种方法。铁屑过滤法是基于电化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸附以及床层过滤的综合作用,其中电化学反应的氧化还原作用是主要的。铸铁屑是铁碳合金,在废水中腐蚀形成许多微原电池,碳的电位高,形成无数微阴极;铁的电位低成为微阳极。当在铸铁屑中加入一定比例的含碳颗粒时,铸铁屑与碳颗粒接触,形成较大的原电池,使铸铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上,又受到较大原电池的腐蚀,这就加速了铸铁屑的腐蚀。其电极反应为阳
5、极:Fe-2eFe2,E0(Fe2Fe)=0.44 V。阴极:2H2e2HH2(酸性或偏酸性溶液中),E0(H+/H2)000V;O2+4H4e2H2O,E0(O2/H2O)=1.22 V;O2+2H2O+4e4OH(中性或碱性溶液中),E0(O2/OH)0.41 V。电极反应产物具有高的化学活性,其中新生态的H和Fe2能与废水中许多组分发生氧化还原作用,如破坏染料的发色或助色集团,使其失去发色能力;使大分子物质分解为小分子的中间体,使某些难生化降解的化学物质转变成容易生化处理的物质,提高废水的可生化性1。新生态的Fe(OH)2和Fe(OH)3是良好的絮凝剂,具有高活性,能将废水中的胶体或类胶
6、体颗粒交联在一起,形成具有较高表面能的微絮体,并进一步吸附废水中的污染物以降低其表面能,最终聚结成较大的絮体沉淀。另外,在微原电池周围电场的作用下,废水中以胶体状态存在的污染物可在很短时间内完成电泳沉积过程,附聚在滤料表面。12影响处理效果的因素影响铁屑过滤处理效果的因素有进水pH值、停留时间、铁屑种类、活化助剂种类和投加比例等。进水pH值和停留时间是影响铁屑过滤处理效果的主要因素,对出水含铁量及滤柱运行周期也有一定的影响。pH值影响滤柱内的氧化还原反应,pH值低,电极产物以H,Fe2为主,有利于氧化还原作用进行,且酸性条件下滤料表面附着的惰性物质少,滤柱运行周期长;停留时间长,氧化还原、絮凝
7、吸附等各种作用进行得完全,COD去除率高,但滤料表面钝化较快,运行周期短。另外pH值低、停留时间长会导致出水含铁量增加,影响出水色度,而且对设备防腐等要求提高,增加设备投资。铁屑过滤处理废水主要是利用铁-碳形成的微原电池产生的微电解作用,铁屑中具有较高的含碳量是有利的。铸铁屑的含碳量高于中碳钢铁屑,其COD去除率和脱色率高,目前大多以此为过滤介质,但铸铁屑较碎,强度低,易压碎、结块,过滤时易形成短流,影响运行过程。钢铁屑强度高,粒度较大、均匀,滤层空隙率高,废水通过时有较好的水力条件,使滤料表面沉积的钝化物质易随水排出,从而延长了滤柱的再生周期。铁屑中加入一定比例的含碳颗粒,可加速铁屑的腐蚀过
8、程,有利于污染物的去除,还可维持填料层一定的空隙率,防止铁屑结块板结,保持较好的水力条件,延长滤柱再生周期。2在工业废水处理中的应用2.1有色废水的脱色处理有机物之所以显色是由于分子中发色团的作用。发色团有硝基、亚硝基、偶氮基、羰基等,发色团与苯、萘等芳烃相联组成发色体而显色,发色体所含发色团的数量越多,颜色就越深,当发色体中含有助色基团时才能形成染料。据报道废水经铁屑过滤处理后,硝基、亚硝基化合物转化为胺基物,一些不饱和发色团由于电极反应得到电子,不饱和双键被打开使发色基团破坏,失去发色能力,达到脱色目的。铁屑过滤处理有色废水时,进水pH值和停留时间是影响脱色率的主要因素,酸性条件有利于脱色
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