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高活性多金属催化还原剂与曝气流化床反应器简介 作者：晟博人日期：2011年2月23日 11:54 摘要： 高活性多金属催化还原剂与曝气流化床反应器简介 美国阳光生物科技公司山东晟博生物科技有限公司 高活性多金属废水处理技术与曝气流化床反应器简介 一、技术背景20世纪70年代，苏联科研人员首先把铁屑和焦碳混合成微电解填料应用于印染废水的处理。该技术在上世纪80年代引入我国，近30年来，由于该技术具有工艺简单、处理成本低、脱色效果好等特点，被应用于印染、化工、电镀、制药、油田等领域的废水处理中，尤其对于高盐度、高COD、高色度废水的处理较其他工艺具有明显的优势。对于传统的铁炭微电解技术，铁碳填料在运行中表面会形成钝化膜，影响反应的进行，一般在1-3个月后，处理效率急剧下降，填料的寿命很短，限制了技术的应用和推广。而且传统的铁炭填料易结块、出现沟流等现象，减少了填料与废水的有效接触面积，也是传统技术处理效率低的一个重要原因。传统的铁炭填料还会产生大量废弃铁泥，影响周遍环境，也影响了技术的推广。基于传统铁炭微电解技术存在的诸多问题，以及对废水处理中对还原的大量需要（如印染废水、制药废水、化工废水、农药废水中的污染物往往抗氧化能力强，而抗还原能力弱，这些废水中污染物通过还原技术处理发生初步分解后，废水的可生化性可以大幅度提高，有利于提升废水二级处理的效率）。90年代以来美国的科研人员开展了零价铁（Zero-valentIron）废水处理技术的研究工作，在电镀废水除铬、地下水除有机氯化物、化工废水预处理、制药废水和化工废水深度处理、印染废水深度处理等方面取得了大量科研成果。山东晟博生物科技有限公司依托美国阳光生物科技有限公司在此基础上成功研发出高活性多金属催化还原剂统填料和配套装备，填补了国内技术空白。 二、技术基本原理及优势该废水处理用高活性纳米多金属填料是由多种金属和非金属经纳米化处理，并添加了生物还原酶组成的一种高效还原剂。其活性比国内出售的高效铁碳微电解填料高4-8倍。而且，该填料可以采用美国阳光公司生产的活性恢复装置进行活性再生，极大的降低了运行成本。在废水处理设备方面，采用的是曝气流化床，使填料在运行过程减缓了钝化膜的形成（填料的活性恢复周期一般可达到6个月以上，年补充率约为15-20%），而且填料不会出现结块、沟流等不良现象。各种规格的高活性多金属还原填料高活性纳米多金属还原填料的微观图像高活性纳米多金属填料在进行废水处理时的基本原理为：(1) 污染物由传质作用传输到铁粒（Fe0）的表面，在铁粒表面因氧化作用释放出电子(生成Fe2+)，污染物则接受电子发生还原作用。如有机氯化物发生脱氯，酮可发生碳链的断裂等。(2) Fe2+进一步释放电子被氧化成Fe3+，污染物则接受电子进一步发生还原作用。(3) 铁粒在水溶液中发生电化学腐蚀反应，水分子电离成氢氧根和氢分子，氢分子则在金属催化剂的催化下与有机污染物发生氢解反应（Hydrogenolysis），对污染物的还原也起到重要作用，有机污染物被分解。(4) 单一的零价铁表面容易因氧化或废水中污染物的污染造成钝化膜的形成，降低金属反应活性，影响废水的处理效率。而且容易形成有毒副产物。因此发展出了双金属系统（Bimetallic System，如Pd/Fe，Pt/Fe，Ni/Fe，Cu/Fe）和多金属系统（Ploymetallic System，如Ni/Cu/Fe，Cu/Mn/Fe），多金属系统不但可加速和改造污染物的去除率，而且扩大了污染物的去除种类，生成的有毒副产物也较少，扩大了技术的应用范围。在双金属或多金属的作用下：氢分子可分解成具有很强活性能的活性氢原子，促进了污染物的加氢分解。Fe0 → Fe2+ + 2e E=0.44VPd2+ + 2e → Pd0 E=0.99VFe0 + Pd2+ → Pd0 + Fe2+ E=1.43V2Fe + 4H2O + O2 → 2Fe2+ + 2H2 + 4OH-H2 → 2H* (催化作用下)下图为高活性纳米多金属填料分解有机氯化污染物时的过程原理。 （5）高活性纳米多金属还原剂的主要特点1.）反应速率快，一般工业废水只需要数分钟至数十分钟；处理水量大，料水比为1：3。2）具有良好的混凝效果，COD去除率高，COD去除率一般在50%--80%；并且对色度的去除更佳。3.） 运行成本低，一般不超过0.4元/吨；　　4.）作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质；　　5.） 适用PH范围宽，酸性、中性、碱性条件都有良好的效果；　　6.） 运行管理方便，不纯化，不沟流；7.） 该方法既可以作为单独的处理方法，又可作为生物法