鐵碳微電解工藝又稱為內(nèi)電解法、零價(jià)鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法,是近30年來被泛應(yīng)用于染料、印染、重金屬、農(nóng)藥的一種新興的電化學(xué)方法，鐵碳微電解具有使用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護(hù)方便的特點(diǎn)，尤其對(duì)于高鹽度，高COD以及色度較高的工業(yè)廢水是的處理都能夠達(dá)到較高的去除率。經(jīng)鐵碳微電解處理過的難生物降解的廢水B/C比大大提高，提高后續(xù)生物處理的處理效果。國內(nèi)一般將該工藝用于廢水的預(yù)處理，或者于其他工藝聯(lián)合以達(dá)到去除污染物的目的。本文綜述了鐵碳微電解法的機(jī)理，以及在廢水處理中的應(yīng)用，并對(duì)于以后的研究研究作了進(jìn)一步的探討。

1 鐵碳微電解的作用機(jī)理

鐵碳微電解工藝的電解材料一般采用鑄鐵屑和活性炭或者焦炭，當(dāng)材料浸沒在廢水中時(shí)，發(fā)生內(nèi)部和外部兩方面的電解反應(yīng)。一方面鑄鐵中含有微量的碳化鐵，碳化鐵和純鐵存在明顯的氧化還原電勢差，這樣在鑄鐵屑內(nèi)部就形成了許多細(xì)微的原電池，純鐵作為原電池的陽極，碳化鐵作為原電池的陰極；此外，鑄鐵屑和其周圍的炭粉又形成了較大的原電池，因此在利用微電解進(jìn)行廢水處理的過程實(shí)際上是內(nèi)部和外部雙重電解的過程，或者稱之為存在微觀和宏觀的原電池反應(yīng)（鐵碳微電解對(duì)造紙黑夜的研究）    

電極反應(yīng)生成的產(chǎn)物（如新生態(tài)的H+）具有很高的活性，能夠跟廢水中多種組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，包括許多難生物降解（如染料）和有毒的物質(zhì)（如硝基苯）都能夠被有效的降解；同時(shí)，金屬鐵能夠和廢水中金屬活動(dòng)順序排在鐵之后的重金屬離子焦炭和廢鐵屑微電解預(yù)處理垃圾滲濾液的研究發(fā)生置換反應(yīng)；其次，經(jīng)鐵碳微電解處理后的廢水中含有大量的Fe ²⁺ ，將廢水調(diào)制中性以及曝氣之后則生成絮凝性極強(qiáng)的Fe（OH）₃，能夠有效的吸附廢水中的懸浮物及重金屬離子如Cr₃，其吸附性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的Fe（OH）₃絮凝劑。（鐵碳微電解法用于模擬廢水脫色的研究）。鐵碳微電解就是通過以上的各種作用達(dá)到取出水中污染物質(zhì)的目的。

2 鐵碳微電解技術(shù)在廢水處理中中的研究進(jìn)展

2.1 在印染廢水處理中的應(yīng)用

鐵碳微電解技術(shù)作為一種新的廢水處理手段最初就是應(yīng)用于印染廢水的處理，并取得良好的效果。印染廢水中的有機(jī)污染物主要來源于染料及染整添加劑，近年來由于印染技術(shù)的不斷進(jìn)步和有機(jī)合成染料新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)鐵碳微電解法處理印染廢水的試驗(yàn)研究，使得印染出水具有了pH 低,色澤深,毒性大,生物降解性差等特點(diǎn)。因此，鐵碳微電解用于印染廢水的處理恰恰就體現(xiàn)的其他工藝不可比擬的優(yōu)勢。梁耀開等人分別對(duì)色度300倍，COD為602mg/L，pH為9.76和色度700倍，COD為1223mg/L，pH為5.76 的兩種不同的印染廢水進(jìn)行處理，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵碳體積比為1：1，pH為3.0左右，反應(yīng)時(shí)間20～30 min時(shí)，對(duì)色度的去除率能夠達(dá)到95%以上，同時(shí)COD的去除率能也能夠達(dá)到60~70%。

羅旌生，李川等人分別用鐵碳微電解法對(duì)印染廢水進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)pH為1，接觸時(shí)間20～30 min，色度的出去率都能達(dá)到90%以上，COD去除率也能達(dá)到50%以上。

對(duì)于COD很高或者出水要求較高的印染，單純的用鐵碳微電解工藝處理并不能達(dá)到出水要求，常使之于其他的生物處理工藝相結(jié)合。吳小寧等人對(duì)原水COD為11000mg/L, pH為6，色度為8000倍的印染廢水采用鐵碳微電解法進(jìn)行預(yù)處理，當(dāng)鐵粉粒徑為18目，焦炭粒徑為2～4mm，鐵粉和焦炭比為1：1，水里停留時(shí)間為60～90min時(shí)，脫色率達(dá)到了90%以上，BOD/ COD 值從原來的0. 23 提高到0. 59，大大提高了手續(xù)生物處理的COD去除率。

2.2在造紙廢水處理中的應(yīng)用

造紙廢水主要來源于制漿過程中的蒸煮、清洗、篩分、漂白。廢水中含有大量的木質(zhì)素難難以生物降解的物質(zhì)，許多的造紙企業(yè)在經(jīng)過一級(jí)物化、二級(jí)生化處理后出水難CODCr、色度等各項(xiàng)排放指標(biāo)都不能達(dá)到國家造紙工業(yè)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。任擁政等鐵碳微電解對(duì)造紙黑液的脫色處理，針對(duì)用白腐菌-厭氧-好氧生物法處理造紙黑液的出水色度過高，而COD也不能達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，利用鐵碳微電解反應(yīng)柱對(duì)出水進(jìn)行脫色與去除COD的研究，發(fā)現(xiàn)在常溫下，鐵炭質(zhì)量比2:1，初始pH值4.5~5.5 之間，反應(yīng)時(shí)間為30~40min，最終色度與COD 的去除率分別達(dá)到94.2%與68.9%，出水達(dá)到了行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。喬瑞平等人鐵炭微電解法深度處理制漿造紙廢水的研究采用強(qiáng)化的鐵碳微電解對(duì)制漿造紙二級(jí)出水進(jìn)行深度處理，在鐵碳微電解反應(yīng)體系中加入適量的H2O2，使電解產(chǎn)生的Fe ²⁺ 與H₂O₂形成Fenton試劑，與鐵碳微電解協(xié)同作用，強(qiáng)化微電解反應(yīng)后用Ca(OH)₂調(diào)節(jié)出水的pH值至中性，并與電解液中的Fe ²⁺和Fe ³⁺生成Fe(OH)₂和Fe(OH)絮體，進(jìn)一步網(wǎng)捕水中的CODCr并去除了水中的Fe ²⁺和Fe ³⁺以及SO₄ ²⁺等離子，使溶液的色度進(jìn)一步得到改善。研究結(jié)果表明，當(dāng)溶液初始pH 值為3.0 、活性炭投加量8.0 g/ L 、鑄鐵屑40.0 g/ L 、H₂O₂ 7.17 mmol/ L 以及反應(yīng)時(shí)間60 min, 用Ca(OH)₂的投入量為8.0 g/ L時(shí)，總COD_Cr和色度去除率分別達(dá)到75 %和95 %，達(dá)到了國家造紙工業(yè)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 3544 —2001）。

2.3在焦化廢水處理中的應(yīng)用

目前我國對(duì)焦化廢水主要的處理工藝主要是A/O和A-A/O工藝，但是由于出水中含有高濃度的氨氮、高毒性的CN—和SCN—以及難以生物降解的有機(jī)物等，均對(duì)微生物具有抑制作用。因此，有人利用微電解技術(shù)對(duì)A2/O進(jìn)水或者出水分別進(jìn)行預(yù)處理和深度處理，最后使出水達(dá)到了國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。陳芳艷鐵屑/焦炭/H₂O₂ 法預(yù)處理焦化廢水的試驗(yàn)研究利用鐵碳微電解和Fenton試劑聯(lián)合氧化法對(duì)焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理的試驗(yàn)研究，通過單因素實(shí)驗(yàn)法確定了最佳工藝條件，在鐵碳比為4，用量分別為300mg/L和75mg/L，H2O2的用量為1000mg/L，pH值為3，反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí),COD、NH₃-N和CN-的去除率分別為61.2%、74%、56.2%和74.3%。B/C比由0.189提高到0.387。大大降低了后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷并提高了生物處理的效率。

2.4在炸藥廢水中的應(yīng)用廢水處理中的應(yīng)用

炸藥廢水中含有第恩梯(TNT)、黑索今（RDX）等劇毒物質(zhì)，污染物量雖不多，但是會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。國內(nèi)外尚未有有成熟的工藝對(duì)此進(jìn)行處理，普通的吸附處理效果較差，很難達(dá)標(biāo)排放。張曉慧曝氣鐵炭微電解法預(yù)處理TN T 廢水的實(shí)驗(yàn)研究等對(duì)西北某軍工廠炸藥廢水用鐵碳微電解進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)水水質(zhì)情況見表一，

微電解反應(yīng)器柱高82cm，內(nèi)徑為7cm ，內(nèi)裝有一定體積比例的鐵屑和焦炭，鑄鐵屑在使用前用熱堿液浸泡后除油。在pH值為2~3，鐵碳比為1：1，停留時(shí)間為90min廢水的COD和NH ₃-N的去除率分別是86%和70%，且B/C提高到0.37。

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