阴阳陶粒腐蚀电池微电解技术说明

阴阳陶粒腐蚀电池内电解技术

一、技术简介

内电解法是一种基于电化学原电池原理的污水处理新技术，又称为微电解法、铁炭法、腐蚀电池法、铁屑过滤法、零价铁法等。内电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺主要用于高盐、难降解、高色度废水的处理，不但能够大幅度地降低COD和色度，而且能够大大提高废水的可生化性。其中，应用最广泛的当属铁炭内电解法，铁碳内电解处理法在处理难降解的印染废水及其他有机工业废水时有着显著的效果，具有很强的脱色功能。

阴阳陶粒腐蚀电池技术即EBR技术，是以阴阳陶粒作为电极材料的一种新型铁碳内电解技术，具有铁炭一体化、熔合催化剂、微孔架构式合金结构、比表面积大、比重轻、HRT小、占地面积小等特点。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、去除生物毒性物质（酚类、CN-、SCN-等）并提高可生化性，处理效果稳定，可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。而且由于特种电极极化剂的添加（稀土类矿物）使得COD、B/C得到提高，色度的去除效果明显高于其他铁碳内电解技术。本技术涉及专利（发明专利、实用新型专利10 余项。并且其中的部分研究成果及其应用在美国著名SCI材料期刊Journal of Hazardous Materials中发表）。

EBR的基本原理：

1）电化学作用

当阴阳陶粒腐蚀电池浸入水中时：①在微观上，电池中的多晶铁

基类成为阳极，碳基则成为阴极，在电池极化剂的促进下发生纳米级电极反应；②在宏观上，电池与电池的接触又可以组成宏观电池，其电极反应如下：

阳极（Fe）：Fe→Fe2++2e- E0=-0.44V

阴极：酸性无氧条件：2H++2e-→2[H]→H2 E0(H+/H2)=0V

酸性充氧条件：O2+4H++4e-→2H2O E0(O2)=1.23V

中性充氧条件：O2+2H2O+4e-→4OH- E0=0.40V

由电极反应可以看出，在酸性充氧条件下，阴阳两极的电位差最大（1.67V），腐蚀反应进行的较快（因此污水中有适当DO的情况下，电极反应进行的比较迅速，污水的HRT低且有机负荷高）。

2）氢的氧化还原作用

电化学反应中产生的新生态[H]和羟基自由基具有较大化学活性，能破坏物质的发色结构，如偶氮键，使有机物的发色基团或助色基团破裂，大分子裂解为小分子，达到脱色去毒的作用，这也是此种材料能够大幅度提高生物可降解性的根本原因。

3) 铁基材料及其副产物在适当水利条件下的耦合作用

铁是活泼金属，在酸性条件下，它的还原能力可使某些有机物被还原为毒性较小的还原态，同时还能使一些大分子发色有机物降解为无色或淡色的低分子物质具有脱色和提高废水可生化性的作用；在充氧状态下，Fe2+和Fe3+在pH为7~8时螯合平衡被打破，形成Fe(OH)3极度不稳定进而发生水解转而形成具有胶粘性的络合剂（属于絮凝剂中混凝剂的一种），从而起到絮凝作用，进一步降低污水中的SS和COD的

作用，同时进一步的降低污水出水的色度。

处理废水过程中从阳极得到的Fe2+，在有氧和碱性条件下, 会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，反应式如下：

Fe2+ + 2OH-→ Fe(OH)2

4Fe2+ + 8OH- + O2+ 2H2O→4Fe(OH)3

4）电场的作用

微电池的电极产生的电场，能吸引带异号电荷的污染物粒子，使之沉积在电极上而去除。

二、内电解填料（阴阳陶粒）

目前，内电解法已经被广泛用于染料废水、焦化废水、医药废水、农药废水、树脂废水、助剂废水、制革废水、电镀废水、酒精废水、淀粉废水、化工废水、硅切片废水、垃圾渗滤液等工业废水的处理。其中，对于内电解法，填料的作用至关重要，不仅决定了内电解法的成败，而且决定了内电解法的处理效果，因此，选择合适的填料至关重要。

1．填料的特点：

（1）针对不同的废水，能够调整原料的配比，生产出针对性较强的填料，保证处理效果的同时，达到资源利用的最佳化。

（2）陶粒填料具有较高的孔隙率，提高了填料的比表面积，同时保证了废水流通顺畅，增强了传质效果，同时极大地提高了废水处理效果。

（3）陶粒填料的颗粒密度较低，有利于反冲洗的顺利进行，避免了固体物在填料表面沉积，可有效地防止填料板结，并保证内电解池长期稳定的运行。

（4）陶粒填料的空隙率较高，固体悬浮物不易在填料间沉积，可有效地防止内电解池堵塞，保持电解池内部的水流通畅，始终保证内电解池高效的处理效果。

2．主要规格及技术参数

三、EBR电解池操作参数