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(1) 電極反應(yīng)

鐵炭微電解是基于電化學(xué)中的原電池反應(yīng)。當(dāng)鐵和炭浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會(huì)形成無數(shù)的原電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。

鐵炭原電池反應(yīng)：

陽極：Fe - 2e → Fe2 　　 E (Fe/Fe2 ) = 0.44V

陰極：2H 2e → H2　　 E (H /H2) = 0.00V

當(dāng)有氧存在時(shí),陰極反應(yīng)如下：

O2 4H 4e → 2H2O　　 E (O2) = 1.23V

O2 2H2O 4e → 4OH-　 E (O2/OH-) = 0.41V

　一般微電解反應(yīng)為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開而形成原電池反應(yīng)。這種鐵炭接觸不利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較低，因此廢水中有機(jī)物的去除效率一般也較低。同時(shí)當(dāng)鐵炭一旦分層將更不利于有機(jī)物的去除。

架構(gòu)而形成的原電池反應(yīng)：這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問題，因此更有利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較高，廢水中有機(jī)物的去除效率也較高

　(2) 氧化還原反應(yīng)

　鐵的還原作用

鐵是活潑金屬，在酸性條件下可使一些重金屬離子和有機(jī)物還原為還原態(tài)，例如：

（1）將汞離子還原為單質(zhì)汞：

（2）將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻：

（3）將偶氮型染料的發(fā)色基還原：

（4）將硝基還原為胺基：

　　　 鐵的還原作用使廢水中重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解為小分子無色物質(zhì)，具有脫色作用，同時(shí)提高了廢水的可生化性。

　氫的氧化還原作用

電極反應(yīng)中得到的新生態(tài)氫具有較大的活性。能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原作用，破壞發(fā)色、助色基團(tuán)的結(jié)構(gòu)，使偶氮鍵破裂、大分子分解為小分子、硝基化臺(tái)物還原為胺基化合物，達(dá)到脫色的目的。一般地，[H]是在Fe2＋的共同作用下將偶氮鍵打斷、將硝基還原為胺基。

　電化學(xué)附集

當(dāng)鐵與碳化鐵或其他雜質(zhì)之間形成一個(gè)小的原電池，將在其周圍產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，許多廢水中存在著穩(wěn)定的膠體如印染廢水，當(dāng)這些膠體處于電場(chǎng)下時(shí)將產(chǎn)生電泳作用而被附集。

在電場(chǎng)的作用下，膠體粒子的電泳速度可由下式求出：

式中： V——膠體粒子的電泳速度(cm／s)

——電位(V)

D——分散介質(zhì)的介電常數(shù)

E——電場(chǎng)強(qiáng)度(V／cm)

——分散介質(zhì)的粘度(Pa?S)

K——系數(shù)

從理論上計(jì)算20s就可完成電泳沉積過程。

物理吸附

在弱酸性溶液中，填料豐富的比表面積顯出較高的表面活性，能吸附多種金屬離子，能促進(jìn)金屬的去除。

鐵的混凝沉淀

在酸性條件下，會(huì)產(chǎn)生Fe2 和Fe3 。Fe2 和Fe3 是很好的絮凝劑，把溶液pH調(diào)至堿性且有O2存在時(shí)，會(huì)形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝劑，發(fā)生絮凝沉淀。反應(yīng)式如下：

生成的Fe(OH)3 是膠體絮凝劑，它的吸附能力高于一般藥劑水解得到的Fe(OH)3吸附能力。這樣，廢水中原有的懸浮物，通過微電池反應(yīng)產(chǎn)生的不溶物和構(gòu)成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

　鐵離子的沉淀作用

在電池反應(yīng)的產(chǎn)物中，F(xiàn)e2 和Fe3 也將和一些無機(jī)物發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物而去除這些無機(jī)物，以減少其對(duì)后續(xù)生化工段的毒害性。如S2一、CN－等將生成FeS、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。

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