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微电解工作原理:
一般原理:铁炭微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和炭浸入电解质溶液中时,由于Fe和C之间存在1.2V的电电位差,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。阳反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力,可使某些物还原,也可使某些不饱和基团(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的双键打开,使部分难降解环状和长链物分解成易生物降解的小分子物而提高可生化性。此外,二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有高的吸附-絮凝活性,调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分污染物质使废水得到净化。阴反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使大分子发生断链降解,从而消除了废水的色度,提高了废水的可生化性。
铁炭原电池反应:
阳:Fe - 2e → Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V
阴:2H+ + 2e → H2 E (H+/H2) = 0.00V
当有氧存在时,阴反应如下:
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V
1.2、一般微电解反应为:铁原子与炭原子是紧挨着或分开而形成原电池反应。这种铁炭接触不利于电子的转移,电荷效率较低,因此废水中物的去除效率一般也较低。同时当铁炭一旦分层将不利于物的去除。
1.3、铁炭包容式微电解反应为:铁原子与炭原子是相互包容组成架构而形成的原电池反应。这种铁炭接触不存在铁与炭的分层问题,因此有利于电子的转移,电荷效率较高,废水中物的去除效率也较高。
农村微动力污水处理设施
气水联合反洗
(1)先用空气冲洗,再用水反冲洗:将滤池水位降至滤层表面上100mm处,通入空气数分钟,然后用水反冲洗。适用于表面污染重而内部污染轻的滤池。
注意:相应的阀门,关闭必须到位;否则,水位降到滤层表面以下时,滤层的上部没有水的浸润,颗粒的上下扰动过程中,污物不能有效排出,反而会往滤层深处移动。
(2)空气和水联合反洗:从静止滤层下部同时送入空气和反洗水,空气在上升过程中在砂层内合形成大气泡,遇到滤料时又变成小气泡,同时对滤料表面产生擦洗作用;反洗水**松滤层,使滤料呈悬浮状态,利于空气对滤料的擦洗。反洗水和反洗空气的膨胀作用相互叠加,比单一进行时,作用强。
注意:水的反洗压力和空气的反洗压力和强度不同,应注意先后顺序,避免反洗水进入空气管道。
(3)在气水联合反洗结束后,停止进入空气,反洗水保持相同的流量,继续冲洗3min~5min,即可去除遗留在滤床中的气泡。
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反冲洗的必要性
(1)在过滤过程中,原水中的悬浮物等被滤料层截留吸附并不断地在滤料层中积累,于是滤层孔隙逐渐被污物堵塞,在滤层表面形成滤饼,过滤水头损失不断增加。当达到某一限度时,滤料需进行清洗,使滤层恢复工作性能,继续工作。
(2)过滤时由于水头损失增加,水流对吸附在滤料表面的污物的剪切力变大,其中有些颗粒在水流的冲击下移到下层滤料中去,终会使水中的悬浮物含量不断上升,水质变差,当杂质透过滤层时,过滤器失去过滤效果。因此,到一定程度时,需要清洗滤料,以便恢复滤料层的纳污能力。
(3)污水中的悬浮物中含有大量物,长期滞留在滤层中会导致滤层中细菌微生物富集繁殖,发生厌氧腐败现象,需定期清洗滤料。
活性炭过滤器
滤料为活性炭,用于去除色、味、余氯和物,其主要作用方式是吸附,活性炭是一种人工制成的吸附剂。
活性碳过滤器广泛用于生活用水及食品工业、化工、电力等行业的水的预处理。由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积,因此对水中的溶解性物,如苯类,酚类化合物等具有很强的吸附能力,而且对于用生物法和化学法很难去除的污染物,如色度、异臭、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等都有较好的去除效果。粒状活性炭对水中的Ag^+,Cd^2+,CrO4^2-等离子去除率达85%以上。[3]通过活性炭滤床后,水中悬固小于0.1mg/L,COD去除率一般为40%~50%,游离氯小于0.1mg/L。
反冲洗工艺
过滤器的反洗,主要是指过滤器在使用一定周期后,其滤料层截留和吸附一定量的杂物和污渍,这使得过滤器的出水水质下降,主要表征:过滤器的正常滤后水质变差,进水和出水管道的压力差增大,同时,单台过滤器的流量降低。
反冲洗的原理:水流逆向通过滤料层,使滤层膨胀、悬浮,借助水流的剪切力和颗粒的碰撞摩擦力清洗滤料层使滤层内的污物脱离并随反洗水排出。
滤料的选择依据
(1)必须有足够的机械强度,以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎;
(2)化学稳定性要好;
(3)不含有对人体健康有害及有毒物质,不含有对生产有害、影响生产的物质;
(4)滤料的选择,应尽量采用吸附能力、截污能力大、产水量高、出水水质好的滤料。
在滤料中,卵石主要是起支撑作用,在过滤工艺过程中,因其强度高,相互之间的间距缝隙稳定,孔隙大,便于正洗工序中,滤后水顺利通过;同样,反洗工序中,反洗水和反洗空气等能顺利通过。常规配置中,卵石分为四种规格,铺垫方式为自下而上先大后小。
滤料的粒径和装填高度之间的关系
滤床的高度和滤料的平均粒径的比值为800~1000(设计规范)。滤料的粒径的大小和过滤精度相关。