微电解反应器是一种常用于处理废水的设备,以下是其构造、原理及作用的相关介绍:
构造
主体结构:微电解反应器通常是一个封闭的罐体,材质一般为碳钢或玻璃钢等,具有一定的强度和耐腐蚀性,以适应不同废水环境。
填料层:这是微电解反应器的核心部分,主要由铁屑和活性炭等组成。铁屑和活性炭通常按一定比例混合填充,形成丰富的微小原电池体系。
布水系统:位于反应器底部,其作用是使废水均匀地进入反应器,确保与填料充分接触,实现良好的处理效果。
曝气系统:有些微电解反应器会配备曝气装置,通过向反应器内通入空气或氧气,促进微电解反应的进行,起到搅拌混合的作用,防止填料结块。
排水系统:位于反应器顶部或侧面,用于排出处理后的废水。
原理
微电解反应:微电解反应器内的填料铁屑和活性炭之间存在着电位差,当有电解质溶液(废水)通过时,会形成无数个微小的原电池。铁作为阳极,失去电子被氧化,电极反应为Fe - 2e⁻ = Fe²⁺;活性炭作为阴极,在酸性条件下,水中的 H⁺在阴极得到电子生成氢气,电极反应为 2H⁺ + 2e⁻ =H₂↑。随着反应的进行,溶液中的 Fe²⁺与 OH⁻结合生成 Fe (OH)₂,Fe (OH)₂不稳定,会被氧化为 Fe(OH)₃。Fe (OH)₃具有絮凝沉淀的作用,可以吸附废水中的污染物,使其沉淀下来。
氧化还原作用:在微电解过程中,产生的新生态氢([H])和亚铁离子(Fe²⁺)具有较强的还原能力,能够将废水中的一些难降解的有机物还原为易降解的有机物,也能将一些重金属离子还原为低价态,降低其毒性和在水中的溶解度,有利于后续的沉淀分离。通入空气或氧气时,会产生一些氧化性物质,如羟基自由基(・OH)等,这些氧化性物质能够氧化分解废水中的有机物,使其转化为二氧化碳和水等无害物质。
作用
提高废水的可生化性:许多工业废水中含有大量的难降解有机物,直接进行生化处理效果不佳。微电解反应器通过上述反应,可以将这些难降解有机物转化为易生物降解的有机物,提高废水的可生化性,为后续的生化处理创造条件。
去除重金属离子:对于含有重金属离子的废水,微电解反应器可以通过还原作用将重金属离子转化为不溶性的金属或金属氢氧化物沉淀,从而实现重金属离子的去除,达到净化水质的目的。
脱色除臭:废水中的一些有色物质和异味物质通常是由有机物引起的。微电解反应器产生的氧化性物质能够破坏这些有机物的发色基团和致臭基团,从而达到脱色除臭的效果,改善废水的感官性状。
降低 COD 和BOD:通过微电解反应和氧化还原作用,废水中的有机物被分解或转化,化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)会显著降低,使废水达到一定的排放标准或满足后续处理工艺的要求。