微电解装置怎么设计

A. 怎样操作电解水实验

【实验3-1】除用教材上图3-1的装置外，还可以自己设计简便易行的装置。

图片http://www.pep.com.cn/images/200406/pic_96442.jpg

图 3-1 自制电解水装置

用一个大瓶子，截去瓶底，留瓶口一段约高8～10 cm。瓶口配一胶塞，由里向外塞紧。用镀铬曲别针伸直一段由塞子上扎出，在瓶塞露头处联接导线，做成电解槽如图3-1Ⅰ。

也可用普通玻璃杯(或烧杯)作电解槽。把硬导线跟镀铬曲别针用焊锡焊牢，导线用塑料管套起来，管口可以用蜡或沥青封住。把做好的电极固定在一块木板上，如图3-1Ⅱ，电极的硬导线可以架在玻璃杯(电解槽)的壁上，测气管倒放在木板上。

用这样的简易装置做电解水的实验，其结果常是氢气和氧气的体积比不是准确的2∶1，一般总是氧气的体积偏小，主要的原因可能是初生的氧没成氧气从电极上逸出之前就与电极发生了氧化反应。为了避免电极被氧化，以选用铂或金做电极较为理想。但在实验室中做这样以定性为主的半定量实验，选择比较不易被氧化的材料做电极也就可以了。镀铬的材料可以用，其他如不锈钢、废电炉丝等也可以用。

由于在酸性介质中阳极更容易被氧化的缘故，建议用质量分数为10%～15%的氢氧化钠溶液做电解液。它的缺点是容易在测气管的液面上产生泡沫，因此要求所用电解装置要充分洁净，氢氧化钠要比较纯净，测气管的直径不要太细。

检验氢气时，由于氢分子有很大的扩散速率，即使管内是纯氢气，点燃时也会发出轻微的“噗”的一声。应该告诉学生这个声音与氢气混有空气时遇火由试管内部发出来的较尖锐的爆鸣声是有很明显的区别的。应该让学生仔细观察随发声的同时，酒精灯火焰受爆炸气浪而发生的摆动程度也十分不同。

氢气和空气混合，氢气爆炸极限的体积分数是4.0%～74.2%，当氢气的体积分数达到60%以上时，爆鸣后试管内就会留有火焰(即此时的爆鸣实际上已经表现为短时间的快速持续燃烧)，因此，如果再用这支试管收集氢气，应该先用拇指把试管口堵一会儿，使氢焰熄灭后再继续使用。
参考资料：http://www.pep.com.cn

B. 在家如何制作电解装置

找一块玻璃条，在两面分别固定两块铜片，（注意：两铜片不能接触，用尼龙细绳捆扎牢实。）再在两铜片上分别连上导线。分别接正负极就，然后置于水中。如是接36V的直流电，你就会看到，两铜片上有气泡冒出。有碳棒的话，铀片可以换成碳棒，效果一样。

C. 什么是微电解

1、什么是微电微电解就是利用铁元素和碳元素自发产生的微弱电流分解废水中污染物的一种污水处理工艺.当紧密接触的铁和碳浸泡在废水溶液中的时候,会自动在铁原子和碳原子之间产生一种微弱的分子内部电流,这种微电流分解废水中污染物质的反应就叫微电解.
2、微电解原理：当将填料浸入电解质溶液中时,由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差,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,阳极反应生成大量的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂.阴极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,使有机大分子发生断链降解,从而消除了有机物尤其是印染废水的色度,提高了废水的可生化度.工作原理基于电化学、氧化—还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理.
3、优点：适用范围广,处理效果好,成本低,操作维护方便,不需要消耗电力资源,反应速度快,处理效果稳定,不会造成二次污染,提高废水的可生化性,可以达到化学沉淀除磷,可以通过还原除重金属,也可以作为生物处理的前处理,利于污泥的沉降和生物挂膜.
4、处理后碳去哪里了：在填料中碳不是以大颗粒形式存在,而是以非常细小的形式存在,反应中随着铁的消耗碳也在不断的脱落,脱落后的细小碳粒会吸附着污染物质进入沉淀池经絮凝沉淀.
5、为什么不需要更换填料：铁和碳是同时消耗的,填料中铁和碳的比例永远不会改变,因此填料的消耗只是量的改变,而不是质变.所以随着填料的消耗只需要添加新填料就可以了.
6、强度问题：经过1050度以上的高温烧结使得新型铁碳微电解填料的物理强度可达到1000Kg/CM2,足以承受20m水柱压力.因此填充在微电解塔中安全可靠.
7、为什么不板结：传统填料的板结现象是因为铁颗粒没有被碳颗粒分散均匀的缘故,铁颗粒之间容易生锈板结.而新型微电解填料经过特殊的高温烧结工艺使得本填料中的铁和碳以铁碳包容构架的形式存在,铁骨架与碳链相互交叉,这种交叉性使得铁颗粒被碳颗粒均匀的分散了,因此不会板结.
8、物理结构：多孔构架式结构,大小1cm*3cm,比表面积1.2m2/g,比重1.1吨/m3.
9、处理效果：一般反应只需要30—60min,cod去除率50%--75%,氨氮去除率40%左右,运行稳定.
10、使用成本：每方水的处理成本约0.4-0.6元.
11、填料概述：新型催化活性微电解填料—具有高低电位差的金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,具有铁碳一体化、融合催化剂、微孔构架式合金结构、比表面积大、活性强、电流密度大、作用效率高等特点.作用于废水,可高效去除cod、降低色度、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.
12、 适用废水种类：特别针对有机物浓度大、毒性高、色度高、难生化废水的处理、可大幅降低废水的色度和cod,提高废水的可生化性,可广泛应用于印染、化工、电镀、制药、农药、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程.

D. 铁碳微电解塔的设计与计算

这个要根据水量，停留时间计算。lat-tc龙安泰铁碳填料，国内不板结铁碳填料，专业微电解工艺设计，微电解设备以及微电解填料生产。

E. 请问铁碳微电解处理污水的原理，运行注意事项及进出水要求是什么

微电解就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极，电位高的碳做阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。

对内电解反应器的出水调节PH值到9左右，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。为了增加电位差，促进铁离子的释放，在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。

经微电解后，BOD/COD升高了，那是因为一些难降解的大分子被碳粒所吸附或经铁离子的絮凝而减少。

不少人以为微电解可有分解大分子能力，可使难生化降解的物质转化为易生化的物质，并搬出理论依据是“微电解反应中产生的新生态[H]可使部分有机物断链，有机官能团发生变化”。但用甲基澄和酚做试验并没有证实微电解有分解破化大分子结构能力。

如果要让铁碳床有分解有机大分子能力，一般需要加入过氧化氢，酸性废水与铁反应生成亚铁离子，亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。

铁碳微电解注意事项：

1、微电解填料在使用前注意防水防腐蚀，运行一旦通水后应始终有水进行保护，不可长时间曝露在空气中，以免在空气中被氧化，影响使用；

2、微电解系统运行过程中应注意合适的曝气量，不可长时间反复曝气；

3、微电解系统不可长时间在碱性条件下运行；

4、其它注意事项可据微电解反应基础原理。油脂类废水必须先隔油。

5、对于一些特殊废水，铁碳微电解工艺仅仅能起到破链的作用，即把大分子链破解为稍小的小分子链物质，COD这时会不降反升，对于这种情况，后续采取芬顿工艺作为补充，会起到更好的电解效果。

在解决酸性废水电化腐烛速率高而中性偏酸废水电极吸附及新生铁离子水解、絮凝效果好这矛盾。筛选有效催化剂、助剂使之能在较广pH范围内发挥电化腐烛及絮凝吸附最佳效果。尤其是在酸性废水中，虽脱色率较高，但铁溶出量大，污泥量亦大。

要采取有效措施尽量减少污泥量，减低污泥含水率以避免产生二次污染。 选择合适的铁屑活化方法，设计合理的过滤床，解决铁屑易钝化、易结块从而出现沟流等弊端.提高处理效率。

(5)微电解装置怎么设计扩展阅读

铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用。电池反应产物的混凝，新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果。

其中主要作用是氧化还原和电附集，废铁屑的主要成分是铁和碳，当将其浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，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，阳极反应生成大量的Fe²⁺进入废水，进而氧化成Fe³⁺，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。

阴极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，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机物尤其是印染废水的色度，提高了废水的可生化度，且阴极反应消耗了大量的H⁺生成了大量的OH⁻，这使得废水的pH值也有所提高。