一、简介

微（内）电解法是利用铁–碳粒料在电解质溶液中腐蚀形成的微（内）电解过程来处理废水的一种电化学技术。电极反应过程不耗电，而能产生氧化还原、电附聚等作用；电极反应产生的新生态Fe2+是一种吸附、包容和络合能力相当强的混凝剂。故微电解法的特点是作用机制多、协同性强、综合效果好、脱色效果尤其明显，还可提高废水的可生化性，与二级生化处理工艺匹配性好、操作简便、运行费用低。其COD去除率可达20~60%，脱色率在50~96%。目前该技术已广泛应用于各种无机废水处理和有机难降解废水的预处理上，效果十分明显。我们已在制药废水、染料生产废水、印染废水、有机与石油化工废水及电镀废水的治理工程上进行工业应用，取得了相当大的成功。废水通过微（内）电解预处理后，再进入生化系统（H/O工艺）处理，出水都达到了相应的排放标准。
目前国内外微电解设备均是固定床，其特点是结构简单，推流性好，但存在不少实用性问题：一是效率不高，反应速度不快；二是床体易板结或堵塞及钝化，造成短路和死区，效率下降；三是铁屑补充劳动强度大。为了克服上述这些主要缺点，我们以二元三相脉冲流态化技术原理为出发点，进行了高效微电解膨松床试验与开发研究，并已在电镀废水治理工程、染料生产废水治理工程和有机化工废水治理工程等工业运行中获得成功。

二、微电解原理

铁碳微电解法亦称为铁碳内电解法，其处理原理归类于电解法。铁为阳极，碳为阴极，在酸性条件下，当废水通过含铁和碳的填料时，铁与碳之间形成无数个微电流反应器，废水中的有机物在腐蚀电池微电流的作用下被还原氧化。这一过程中相关反应如下：

阳极反应：

Fe → Fe²⁺ +2e E⁰(Fe²⁺/Fe) = －0.44V

阴极反应（无氧气）：

2H⁺+2e → 2[H] → H₂↑ E⁰(H⁺/H₂) = 0.00V

Mⁿ⁺+ne = M（还原金属离子）

阴极反应（有氧气）：

中性富氧条件下： O₂+2H₂O+4e → 4OH^－ E⁰ (O₂/OH^－)= 0.41V

酸性富氧条件下： O₂+4H⁺+4e → 2H₂O E⁰ (O₂/H₂O) = 1.23V

由反应式可见，在酸性和充氧的条件下电位差最大，腐蚀反应最快，即废水处理效果最好。

微（内）电解法电极反应过程不耗电，而能产生氧化还原、同时电化学腐蚀过程又引发了一系列连带协同作用，是絮凝、吸附、架桥、卷扫、共沉、电沉积、电化学还原等多种作用的综合效应。

电极反应产生的新生态Fe²⁺和原子H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。Fe²⁺是一种吸附、包容和络合能力相当强的混凝剂，能进一步提高处理效果。微电解法的特点是作用机制多、协同性强、综合效果好、脱色效果尤其明显，可明显提高废水的BOD/COD比，改善可生化性。本处理工艺与二级生化处理工艺匹配性好、操作简便、运行费用低。其COD去除率可达20~60%，脱色率在50~90%。

微电解预处理的主要目的是把不溶性、大分子有机物分解为低分子、小分子有机物，打开芳烃类、杂环类有机物环状结构，因而可能会使 COD值升高，故不宜单纯以 COD去除率作为衡量指标，而应以废水可生化性是否提高作为其主要衡量指标。

高效微电解膨松床污水处理设备(SGE-ME型)

三、产品显著特点与功能

其主要功能：

对水中难降解有机物及COD进行过滤、吸附、电化学氧化还原反应，进而达到脱除COD、色度、除臭、杀菌的目的。

【可应用于下列场合】

◆高浓度废水的预处理：解决对生化处理的抑制作用；

◆低浓度污水直接处理：达标排放或回用；

◆生化处理后尚未达标污水的达标处理；

◆生化处理后污水深度处理以便回用。

【实验及工程实践中已经处理过的各种污水包括】

◆电镀和印刷板行业废水处理（六价铬、铜、镍等去除）；

◆化工污水(有机合成，香料合成，木糖醇生产，降解卤代烃有毒物质等)；

◆含油污水(油田采油污水，炼油污水，脂肪加工污水等)；

◆各类矿山洗矿、炼矿废水处理(金属去除、含氰化物、砷化物去除)；

◆有色污水(染料生产污水，印染污水，纺织加工污水等)；

◆金属加工切削液(油基及水基)；

◆生活污水的深度处理，中水回用；

◆饮用水微量有机物脱除。

【微电解处理废水的常用工艺】

主要特点：

1. 既具有流化床的优点，又保持固定床工作时推流性特点；
2. 其脉冲膨松技术可以使床体处于松动均一状态，保持床体均一的空隙率，减少阻力损失，并有效防止床体板结、堵塞、短路和死区；
3. 可以清洁和更新微电极接触面与反应面，有利于提高和保持电化学反应效果；
4. 具有加速电化学反应的机制与功能，显著提高床体的处理效率；
5. 填料铁屑可以随时得到补充，保持床体填料的均一性，补铁的劳动强度大大减轻，铁屑的利用率提高（从固定床的40％提高到80％以上），又延长了设备的使用周期(可从固定床的半年延长至2～3年)。
由此可知新产品既解决了原来固定床工作时的种种缺点与弊病，又保持与提高了固定床的优良推流性，其平均效率比固定床要高出10％以上，是一种十分先进的新一代水污染治理环保产品。

高效微电解膨松床污水处理设备(SGE-ME型)

四、主要技术经济指标

1. 床体尺寸：1型Φ1500×5000、 2型Φ2000×5300 ，填料层容积4.9m3
2. 处理水量：3~8t/h（视水质状况而定）
3. COD去除率：20~60%（视水质状况而定）
4. 脱色率：50~96%（视水质状况而定）
5. 直接运行费用（电耗、材耗）：0.13~1.20元/t(取决于进水pH与材料市场价格)
6. 床体运行重量：19t/台
7. 综合工程直接费：单台套含床、槽、罐、机泵、管道阀门等；
当处理水量较大时，可以数台并联运行而共用一套附属设施，工程费可节省。
8. 装机电容量：10kw；常用进水功率：1kw；间隙脉冲流态化功率：9kw

五、操作参数

1. 填料层空隙率=48％左右(以此计算流量)
2. 有效电解时间≈10～50min左右（视水质状况和处理要求而定）
3 .进水pH=3～4 出水pH=5～6
4. 铁耗和石灰乳用量：
pH=3 —– Fe耗量≈0.028kg/m³ —– Ca(OH)2用量≈0.037kg/m³
pH=3.5 — Fe耗量≈0.009kg/m³ —– Ca(OH)2用量≈0.012kg/m³
pH=4 —– Fe耗量≈0.0028kg/m³—- Ca(OH)2用量≈0.004kg/m³

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