沈 濱
(連云港市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所， 江蘇連云港 222001)

　　摘　要： 簡(jiǎn)單介紹了內(nèi)電解法的反應(yīng)機(jī)理及應(yīng)用情況，重點(diǎn)探討了工程化存在的問(wèn)題，對(duì)新型滾筒內(nèi)電解絮凝床的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。?
　　關(guān)鍵詞：內(nèi)電解；滾筒；程化絮凝床?
　　中圖分類號(hào)：X703
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)06-0040-02

　　內(nèi)電解法絮凝床就是利用內(nèi)電解原理將絮凝劑的產(chǎn)生及絮凝、吸附、化學(xué)反應(yīng)等多種物理化學(xué)作用匯聚一體的一種固定床，按其填料不同可分為鐵床、鋁床及復(fù)合床等，目前研究最多的是鐵床。?

1 工程化存在的問(wèn)題

　　近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)內(nèi)電解法的研究越來(lái)越多，特別在對(duì)電鍍、印染及化工染料等廢水的處理中應(yīng)用廣泛，并且得到了工程化應(yīng)用。生產(chǎn)性內(nèi)電解法絮凝床多為濾池形式，有的采用鋼襯玻璃鋼設(shè)備，有的采用鋼筋混凝土構(gòu)筑物，內(nèi)裝鐵碳填料，池底設(shè)有大阻力配水系統(tǒng)，這種形式的內(nèi)電解法絮凝床在實(shí)際應(yīng)用中還存在不少問(wèn)題。?
　?、?填料更換?
　　鐵碳絮凝床中的碳粒作為陰極不消耗，隨著處理時(shí)間的增加鐵屑不斷被消耗，當(dāng)鐵屑減少到 一定程度后將影響內(nèi)電解的處理效果，因此必須補(bǔ)充鐵屑。如果向池中直接投加鐵屑，新鐵屑和碳粒不能充分混合，將影響內(nèi)電解的處理效果。如果將填料全部清出，重新裝入混合好的新填料，這一過(guò)程不但工作量非常大，同時(shí)又需要較大的場(chǎng)地，實(shí)施困難。
　　② 絮凝床堵塞?
　　隨內(nèi)電解法絮凝床運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),填料中會(huì)聚集越來(lái)越多的懸浮物,加上金屬氫氧化物的濃集,容易將填料孔隙堵塞，故需定期反沖。由于鐵屑密度較大，需要非常大的沖洗強(qiáng)度，因而工程應(yīng)用中必須配套較大的設(shè)備，增大了投資。
　?、?鐵屑結(jié)塊?
　　內(nèi)電解法絮凝床中最常用的填料為鋼鐵屑和鑄鐵屑，鋼鐵屑中含碳量較低，內(nèi)電解反應(yīng)較慢，處理效果差；鑄鐵屑中含碳量高，處理效果好，但鐵屑強(qiáng)度低、易壓碎，隨著處理時(shí)間的增加，鐵屑的粒徑逐漸減小，由于鑄鐵屑強(qiáng)度低，易被壓碎成粉末狀而結(jié)塊，使內(nèi)電解法絮凝床出現(xiàn)溝流，使處理效率降低。?
　　為了解決結(jié)塊問(wèn)題，吳金義等人采用鐵屑高頻結(jié)孔技術(shù)，即在一定溫度下把鐵屑燒結(jié)成類似活性炭的具極大比表面的多孔燒結(jié)物，其孔隙可讓水流通過(guò)，但這勢(shì)必增加處理成本。另外有人采取加入疏松材料使內(nèi)電解床中氣—固—液三相充分接觸來(lái)解決結(jié)塊問(wèn)題，但同樣存在填料更換問(wèn)題。?
　　④ 污泥處理?
　　內(nèi)電解法通常在酸性條件下進(jìn)行,而酸性條件下鐵屑耗量大,將產(chǎn)生大量鐵泥,給污泥脫水增加一定負(fù)擔(dān)，而且給污泥的處置也帶來(lái)很大問(wèn)題。目前一般將廢渣送至煉鐵廠處置或摻合制作建筑材料，還有人考慮用鐵泥來(lái)制作磁性材料。關(guān)于鐵泥處置問(wèn)題還有待于深入研究和實(shí)踐。?

2 滾筒狀內(nèi)電解法絮凝床

　　據(jù)國(guó)外報(bào)道,將內(nèi)電解法絮凝床做成滾筒狀可解決上述內(nèi)電解床存在問(wèn)題。國(guó)內(nèi)中山大學(xué)設(shè)計(jì)的ZSU絮凝床就是類似這種形式的絮凝床，作者對(duì)這種絮凝床的結(jié)構(gòu)型式及工藝特點(diǎn)進(jìn)行了研究。?
2.1 工藝流程
　?、?選擇合適的鐵屑和碳粒，按1∶1的體積比混合后用提升斗裝入滾筒內(nèi)。?
　?、?廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，用廢酸液調(diào)至合適pH值，然后用泵輸送到滾筒中。?
　?、?經(jīng)絮凝床處理后的出水加石灰混凝沉淀，沉淀出水達(dá)標(biāo)排放或作進(jìn)一步生化處理。?
　?、?沉淀池分離出來(lái)的鐵泥經(jīng)濃縮脫水后外運(yùn)，其中一部分鐵泥可以送回絮凝床中重復(fù)使用 。?
　?、?隨內(nèi)電解反應(yīng)的進(jìn)行，鐵屑不斷被消耗，需通過(guò)提升斗定期將新鐵屑補(bǔ)充到絮凝床內(nèi)。 ?
　　鐵碳滾筒內(nèi)電解法絮凝床工藝流程見圖1。

2.2 結(jié)構(gòu)型式
　　這種絮凝床一般是水平放置的圓柱形滾筒，裝置采用鋼制內(nèi)襯玻璃鋼，滾筒由可以旋轉(zhuǎn)的滾輪托起，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)(見圖1)。?
　　滾筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。?

　　滾筒內(nèi)表面同心布置多個(gè)矩形長(zhǎng)條溝槽，矩形槽凹面與滾筒旋轉(zhuǎn)方向相反。滾筒的一端為進(jìn)口，廢水及鐵碳填料均通過(guò)此處輸送到滾筒內(nèi)。在進(jìn)口處穿入進(jìn)水布水管，將廢水直接輸送至滾筒內(nèi)的矩形槽中。滾筒的另一端為出口，處理出水及電解產(chǎn)生的絮體由此處排出。在出口前最大不超過(guò)滾筒長(zhǎng)度的1/3處設(shè)鉆孔擋板，其作用是防止鐵碳填料從滾筒中排出。在鉆孔擋板與出口之間的滾筒內(nèi)表面和擋板上都可以裝有磁鐵，其作用是阻止電解產(chǎn)生的絮體以分散狀態(tài)排出，通過(guò)磁鐵的作用可以促使絮體變大。?
2?3 工作特點(diǎn)
　　① 由于滾筒內(nèi)表面同軸布置有矩形槽，當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)矩形槽攪動(dòng)滾筒內(nèi)的鐵碳填料，使陰、陽(yáng)電極和電解質(zhì)溶液及陰極反應(yīng)所需的氧得以充分接觸，保證了電解反應(yīng)的進(jìn)行。?
　?、?通過(guò)滾筒的旋轉(zhuǎn)使填料始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣就不會(huì)產(chǎn)生濾池形式內(nèi)電解床所存在的易堵塞和鐵屑結(jié)塊等問(wèn)題。?
　?、?對(duì)滾筒內(nèi)電解絮凝床來(lái)說(shuō)，需要補(bǔ)充的鐵屑直接通過(guò)提升斗從設(shè)備端口加入，通過(guò)滾筒的旋轉(zhuǎn)，新加入的鐵屑仍然可以和絮凝床內(nèi)未反應(yīng)的碳粒充分混合，克服了濾池形式內(nèi)電解床所存在的填料更換問(wèn)題。?
　?、?在滾筒內(nèi)電解法絮凝床中,廢水通過(guò)布水管直接輸送至滾筒內(nèi)的矩形槽中，矩形槽凹面與滾筒的旋轉(zhuǎn)方向相反，當(dāng)矩形槽內(nèi)充滿廢水時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和滾筒旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)力矩，這樣可以減少驅(qū)動(dòng)滾筒所需的電能。?
　　⑤ 為了減少驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)所消耗的電能，將滾筒同軸安裝在一個(gè)圓柱形的殼體內(nèi)，殼體外表面同軸分布有磁鐵。殼體連同滾筒由托輪支撐并安裝在充滿水的池子里，池子底部形狀呈扇形也裝有磁鐵，磁鐵的極性與殼體上的極性相同。這種結(jié)構(gòu)形式能使托輪的負(fù)載大大減輕 。?

3 結(jié)語(yǔ)

　　① 內(nèi)電解反應(yīng)生成的新生態(tài)Fe²⁺具有較強(qiáng)的還原能力，能將某些氧化態(tài)的有機(jī)物還原，并使部分難降解的環(huán)狀有機(jī)物開環(huán)，生成相對(duì)易降解的有機(jī)物，從而提高廢水的可生化性。另外，F(xiàn)e²⁺的還原作用能使一些大分子染料降解為低分子無(wú)色物質(zhì)，具有脫色作用。?
　?、?內(nèi)電解法與電化學(xué)法相比不需外加電源，電化學(xué)反應(yīng)均為自發(fā)地進(jìn)行，無(wú)需消耗能源、能以廢治廢、運(yùn)行費(fèi)用低、易工程化。?
　　③ 新型滾筒內(nèi)電解法絮凝床可以克服填料更換、絮凝床堵塞及鐵屑結(jié)塊等問(wèn)題，但目前尚需對(duì)如何減少驅(qū)動(dòng)滾筒所需的電能做進(jìn)一步深入研究。?

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　　電　話：(0518)5521751
　　收稿日期：2001-10-20