沈 濱
(連云港市環境保護科學研究所， 江蘇連云港 222001)

　　摘　要： 簡單介紹了內電解法的反應機理及應用情況，重點探討了工程化存在的問題，對新型滾筒內電解絮凝床的結構和工作特點進行了說明。?
　　關鍵詞：內電解；滾筒；程化絮凝床?
　　中圖分類號：X703
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1000-4602(2002)06-0040-02

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

1 工程化存在的問題

　　近幾年國內對內電解法的研究越來越多，特別在對電鍍、印染及化工染料等廢水的處理中應用廣泛，并且得到了工程化應用。生產性內電解法絮凝床多為濾池形式，有的采用鋼襯玻璃鋼設備，有的采用鋼筋混凝土構筑物，內裝鐵碳填料，池底設有大阻力配水系統，這種形式的內電解法絮凝床在實際應用中還存在不少問題。?
　　① 填料更換?
　　鐵碳絮凝床中的碳粒作為陰極不消耗，隨著處理時間的增加鐵屑不斷被消耗，當鐵屑減少到 一定程度后將影響內電解的處理效果，因此必須補充鐵屑。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，這一過程不但工作量非常大，同時又需要較大的場地，實施困難。
　　② 絮凝床堵塞?
　　隨內電解法絮凝床運行時間的增長,填料中會聚集越來越多的懸浮物,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度，因而工程應用中必須配套較大的設備，增大了投資。
　?、?鐵屑結塊?
　　內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，內電解反應較慢，處理效果差；鑄鐵屑中含碳量高，處理效果好，但鐵屑強度低、易壓碎，隨著處理時間的增加，鐵屑的粒徑逐漸減小，由于鑄鐵屑強度低，易被壓碎成粉末狀而結塊，使內電解法絮凝床出現溝流，使處理效率降低。?
　　為了解決結塊問題，吳金義等人采用鐵屑高頻結孔技術，即在一定溫度下把鐵屑燒結成類似活性炭的具極大比表面的多孔燒結物，其孔隙可讓水流通過，但這勢必增加處理成本。另外有人采取加入疏松材料使內電解床中氣—固—液三相充分接觸來解決結塊問題，但同樣存在填料更換問題。?
　?、?污泥處理?
　　內電解法通常在酸性條件下進行,而酸性條件下鐵屑耗量大,將產生大量鐵泥,給污泥脫水增加一定負擔，而且給污泥的處置也帶來很大問題。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制作磁性材料。關于鐵泥處置問題還有待于深入研究和實踐。?

2 滾筒狀內電解法絮凝床

　　據國外報道,將內電解法絮凝床做成滾筒狀可解決上述內電解床存在問題。國內中山大學設計的ZSU絮凝床就是類似這種形式的絮凝床，作者對這種絮凝床的結構型式及工藝特點進行了研究。?
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。?
　?、?廢水進入調節池，用廢酸液調至合適pH值，然后用泵輸送到滾筒中。?
　?、?經絮凝床處理后的出水加石灰混凝沉淀，沉淀出水達標排放或作進一步生化處理。?
　　④ 沉淀池分離出來的鐵泥經濃縮脫水后外運，其中一部分鐵泥可以送回絮凝床中重復使用 。?
　?、?隨內電解反應的進行，鐵屑不斷被消耗，需通過提升斗定期將新鐵屑補充到絮凝床內。 ?
　　鐵碳滾筒內電解法絮凝床工藝流程見圖1。

2.2 結構型式
　　這種絮凝床一般是水平放置的圓柱形滾筒，裝置采用鋼制內襯玻璃鋼，滾筒由可以旋轉的滾輪托起，通過電機驅動其旋轉(見圖1)。?
　　滾筒內部結構如圖2所示。?

　　滾筒內表面同心布置多個矩形長條溝槽，矩形槽凹面與滾筒旋轉方向相反。滾筒的一端為進口，廢水及鐵碳填料均通過此處輸送到滾筒內。在進口處穿入進水布水管，將廢水直接輸送至滾筒內的矩形槽中。滾筒的另一端為出口，處理出水及電解產生的絮體由此處排出。在出口前最大不超過滾筒長度的1/3處設鉆孔擋板，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表面和擋板上都可以裝有磁鐵，其作用是阻止電解產生的絮體以分散狀態排出，通過磁鐵的作用可以促使絮體變大。?
2?3 工作特點
　?、?由于滾筒內表面同軸布置有矩形槽，當滾筒旋轉時矩形槽攪動滾筒內的鐵碳填料，使陰、陽電極和電解質溶液及陰極反應所需的氧得以充分接觸，保證了電解反應的進行。?
　　② 通過滾筒的旋轉使填料始終處于運動狀態，這樣就不會產生濾池形式內電解床所存在的易堵塞和鐵屑結塊等問題。?
　　③ 對滾筒內電解絮凝床來說，需要補充的鐵屑直接通過提升斗從設備端口加入，通過滾筒的旋轉，新加入的鐵屑仍然可以和絮凝床內未反應的碳粒充分混合，克服了濾池形式內電解床所存在的填料更換問題。?
　　④ 在滾筒內電解法絮凝床中,廢水通過布水管直接輸送至滾筒內的矩形槽中，矩形槽凹面與滾筒的旋轉方向相反，當矩形槽內充滿廢水時會產生一個和滾筒旋轉方向相同的旋轉力矩，這樣可以減少驅動滾筒所需的電能。?
　?、?為了減少驅動滾筒旋轉所消耗的電能，將滾筒同軸安裝在一個圓柱形的殼體內，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。這種結構形式能使托輪的負載大大減輕 。?

3 結語

　　① 內電解反應生成的新生態Fe²⁺具有較強的還原能力，能將某些氧化態的有機物還原，并使部分難降解的環狀有機物開環，生成相對易降解的有機物，從而提高廢水的可生化性。另外，Fe²⁺的還原作用能使一些大分子染料降解為低分子無色物質，具有脫色作用。?
　?、?內電解法與電化學法相比不需外加電源，電化學反應均為自發地進行，無需消耗能源、能以廢治廢、運行費用低、易工程化。?
　?、?新型滾筒內電解法絮凝床可以克服填料更換、絮凝床堵塞及鐵屑結塊等問題，但目前尚需對如何減少驅動滾筒所需的電能做進一步深入研究。?

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　　收稿日期：2001-10-20