微电解反应器技术
微电解反应器技术是一种利用电池原理的电化学反应来处理复杂废水的一种污水处理技术。它利用铁-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。由于铁离子有混凝作用，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。 应用领域
● 染料、印染废水；焦化废水；石油化工废水；----上述废水在脱色的同时，处理水中的BOD/COD值显著提高。
● 石油废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水；----上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。
● 电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水；----可以从上述废水中去除重金属。
● 有机磷农业废水；有机氯农业废水；----大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物。 特点
● 反应速率快，一般工业废水只需要数分钟至数小时；
[1]
● 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基结构的
难降解有机物质；
● 运行成本极低，只消耗少量的单质铁（最理想并且价廉易得的是金属加工废料铁刨花）；
● 使用寿命长，操作维护方便，微电解塔只要定期的添加铁屑便可，惰性电极不用更换，腐蚀电极每年补充投入两次； ● 具有良好的混凝效果，COD去除率高；
● 该方法既可以作为单独的处理方法，又可作为生物法的预处理工艺，除废水的生化性得到提高外，有利于活性污泥的沉 降性能和生物膜法的挂膜性能； ● 该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属。
在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中。废水的铁内电解法的原理非常简单,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。
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。根据工程试验，铁碳床微电解刚开始的效果很理想,特别是处理酸性的有机废水，但运行两个月后，效果急剧下降。一方面，铁泥堵塞，另一方面炭也吸附饱和。反冲洗可减缓铁泥堵塞，但解决不了效果下降问题,往往需要更换填料,而在在实际工程中更换填料工作量很大。
在工程上问题很大
我公司采用了微电解工艺处理废水 如楼主所说
效果在3个月左右突然下降
查看铁碳物质表面，都被沉淀物包裹，且附着的很厉害，通过反冲很难处理干净
个人感觉该工艺应该谨慎使用
PS：小试在加入千分之二活性炭的情况下，同时加如双氧水，曾经做到80%以上的去除率。但在生产效果远远低于这个数值。因为之前对这个工艺工业化不了解，相信了环保公司的小试数据，目前正在为这个头大。
为了防止Fe的杜塞板结，每30天到35天，用0.5%的稀硫酸活化，处理效果应该可以提高一点
铁屑易生锈，甚至成团，从而阻止反应进行…… 太同意了！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
水的导电能力的强弱程度，就称为电导度S（或称电导）。电导度反映了水中含盐量的多少，是水的纯净程度的一个重要指标。水越纯净，含盐量越少，电阻越大，电导度越小。超纯水几乎不能导电。电导的大小等于电阻值的倒数。即S=1/R，S=(1/ρ)·(F/L)。1/ρ就称为电导率，其国际制单位为西·米-1(S·m-1)
电导率与盐含量成线性关系，这跟离子的电荷数和盐的离子常数有关。 2、一般对于同一种水源，以温度25℃为基准，其电导率与含盐量大致成正比关系，其比例为：1μS/cm=0.55～0.75mg/l含盐量，在其它温度下，则需加以校正，即温度每变化1℃，其含盐量大约变化1.5-2%。温度高于25℃时用负值，温度低于25℃时用正值。
确切的说水中含盐量的大小是影响水的电导率的一个重要因素，但是各种离子的种类不同，它们的导电能力也不同。所以电导率或电阻率和含盐量之间不能进行直接的数学换算。只有在离子组分大体相同时，才能根据实验测定绘制出电导率（或电阻率）和含盐量之间关系的换算图，在运行现场使用。或者当知道是某一类型的水时，可以根据已知相似类型水的换算图来粗略估算。
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状
姜兴华1 刘勇健2
（1．苏州科技学院环境科学与工程学院,苏州 215011；2.苏州科技学院化学与生物工程学院，
苏州 215011）
摘要：本文全面介绍了铁碳微电解法处理废水的作用机理，概述了近十年来国内外利用铁碳微电解法及其组合工艺对印染、造纸、焦化、炸药、制药等废水处理方面的研究进展及实际的应用状况。提出了铁碳微电解法在运行过程中存在的几个问题，并对今后研究工作的大体方向做了初步的探讨。
关键词：铁碳微电解；废水处理；作用机理；应用现状。
中图分类号：X703.1 文献标识码：A
Research progress and application status of iron-carbon micro-electrolysis in wastewater
treatment
JIANG Xing-hua1，LIU Yong-jian2
(1. Department of Environmental Science and Engineering, Suzhou Univ.of Science and Technology. Suzhou 215011 China; Department of Chemical and Biological Engineering ,Suzhou Univ.of Science and Technology. Suzhou 215011 China;) Abstract : This paper comprehensively introduced mechanism of iron-carbon
micro-electrolysis technology, summarized the improvement and application of iron-carbon micro-electrolysis in the treatment of printing–dying, papermaking, coking, explosives-making, pharmacy wastewater at home and abroad in recent ten years.Some problems related to the running process were pointed out and the study trend of the technology was alsodiscussed preliminarily..
Key words: iron-carbon micro-electrolysis; wastewater treatment; function mechanism；application status.
铁碳微电解工艺,又称为内电解法、零价铁法、铁屑过滤法、铁碳法,是近30年来被泛应用于染料、印染、重金属、农药废水处理的一种新兴的电化学方法，铁碳微电解具有使用范围广、工艺简单、处理效果好等特点，尤其对于高盐度，高COD以及色度较高的工业废水的处理
较其他工艺具有更加明显的优势。难生物降解的废水经铁碳微电解工艺处理后B/C比大大提高，有利于后续生物处理效果的提高。国内一般将该工艺用于废水的预处理，或者于其他工艺联合以达到去除污染物的目的。本文综述了铁碳微电解法的机理，以及在废水处理中的应用，并对于该工艺存在的问题以及以后的研究方向作了初步的探讨。
1 铁碳微电解的作用机理
铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，当材料浸没在废水中时，发生内部和外部两方面的电解反应。一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极；此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，因此在利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程，或者称之为存在微观和宏观的原电池反应
电极反应生成的产物（如新生态的H+）具有很高的活性，能够跟废水中多种组分发生氧化还原反应，包括许多难生物降解和有毒的物质都能够被有效的降解；同时，金属铁能够和废水中金属活动顺序排在铁之后的重金属离子
（3）
发生置换反应;其次，经铁碳微电解处理后
的废水中含有大量的Fe2+，将废水调制中性经曝气之后则生成絮凝性极强的Fe（OH）3，能够有效的吸附废水中的悬浮物及重金属离子如Cr3+ （OH）3絮凝剂
（6）
（4~5）
，其吸附性能远远高于一般的Fe
。铁碳微电解就是通过以上的各种作用达到去除水中污染物质的目的。
2 铁碳微电解技术在废水处理中的应用进展 2.1 在印染废水处理中的应用
铁碳微电解技术作为一种新的废水处理手段最初就是应用于印染废水的处理，并取得良好的效果。印染废水中的有机污染物主要来源于染料及染整添加剂，近年来由于印染技术的不断进步和有机合成染料新产品的不断出现可降解性差等特点的优势。
（8）
（7）
，使得印染废水具有pH 低,色泽深,毒性大,生物
。因此，铁碳微电解用于印染废水的处理体现出了其他工艺不可比拟
梁耀开
（7）
等人分别对色度300倍，COD为602mg/L，pH为9.76和色度700倍，COD为
1223mg/L，pH为5.76 的两种不同的印染废水进行处理，研究发现，当铁碳体积比为1：1，pH为3.0左右，反应时间20～30 min时，对色度的去除率能够达到95%以上，同时COD的去除率能也能够达到60~70%。 罗旌生
（9）
，李川(10)等人分别用铁碳微电解法对印染废水进行处理，结果表明pH为1，接触
时间20～30 min，色度的出去率都能达到90%以上，COD去除率也能达到60%左右。
对于COD很高或者出水要求较高的印染，单纯的用铁碳微电解工艺处理并不能达到出水要求，常使之与其他的生物处理工艺相结合，作为生物处理的预处理。吴小宁(11)等人对原水COD为11000mg/L, pH为6，色度为8000倍的印染废水采用铁碳微电解法进行预处理，当铁粉粒径为18目，焦炭粒径为2～4mm，铁粉和焦炭比为1：1，水里停留时间为60～90min时，脱色率达到了90%以上，BOD/ COD 值从原来的0. 23 提高到0. 59，大大提高了后续生物处理的COD去除率。
2.2在造纸废水处理中的应用
造纸废水主要来源于制浆过程中的蒸煮、清洗、筛分、漂白。废水中含有大量的木质素等难以生物降解的物质，许多的造纸企业在经过一级物化、二级生化处理后出水的CODCr、色度等各项排放指标都不能达到国家造纸工业水污染物排放一级标准。
（1）
任拥政等，针对用白腐菌-厌氧-好氧生物法处理造纸黑液的出水色度过高，而COD也不
能达标的现象，利用铁碳微电解反应柱对出水进行脱色与去除COD的研究，发现在常温下，铁炭质量比2:1，初始pH值4.5~5.5 之间，反应时间为30~40min，最终色度与COD 的去除率分别达到94.2%与68.9%，出水达到了行业排放标准。
（12）
乔瑞平等人采用强化的铁碳微电解对制浆造纸二级出水进行深度处理，在铁碳微电解反
应体系中加入适量的H2O2，使电解产生的Fe2+与H2O2形成Fenton试剂，与铁碳微电解协同作用，强化微电解反应后用Ca(OH)2调节出水的pH值至中性，并与电解液中的Fe2+和Fe3+生成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮体，进一步网捕水中的CODCr并去除了水中的Fe2+和Fe3以及SO42+等离子，使溶液的色度进一步得到改善。研究结果表明，当溶液初始pH 值为3.0 、活性炭投加量8.0g/L 、铸铁屑40.0g/L 、H2O2 7.17mmol/L 以及反应时间60min, 用Ca(OH)2
的投入量为8.0g/ L时，总CODCr和色度去除率分别达到75%和95%，达到了国家造纸工业水污染物排放一级标准（GB3544—2001）。
2.3在焦化废水处理中的应用
目前我国对焦化废水主要的处理工艺主要是A/O和A-A/O工艺，但是由于出水中含有高浓度的氨氮、高毒性的CN—和SCN—以及难以生物降解的有机物等，对微生物均有抑制作用。因此，有人利用微电解技术对A2/O进水或者出水分别进行预处理和深度处理，最后使出水达到了国家一级排放标准。陈芳艳
（13）
利用铁碳微电解和Fenton试剂联合氧化法对焦
化废水进行预处理的试验研究，通过单因素实验法确定了最佳工艺条件，在铁碳比为4，用量分别为300mg/L和75mg/L，H2O2的用量为1000mg/L，pH值为3，反应时间为20min时,COD、NH3-N和CN-的去除率分别为61.2%、74%、56.2%和74.3%。B/C比由0.1提高到0.387，大大降低了后续生物处理的有机负荷并提高了生物处理的效率。
2.4在炸药废水中的应用废水处理中的应用
炸药废水中含有第恩梯(TNT)、黑索今（RDX）等剧毒物质，污染物量虽不多，但是会对环境造成严重的危害。国内外尚未有有成熟的工艺对此进行处理，普通的吸附物降解和水解法
（15）
（14）
、焚烧、生
处理效果较差，很难达标排放。张晓慧
（16）
等对西北某军工厂炸药废水
用铁碳微电解进行处理实验，进水水质情况见表1。
表1 进水水质
Table1. Water quality of influent
pH 2~3 CODCr 2479.65mg/L NH3-N 145.86mg/L B/C 0.12 采用的微电解反应器柱高82cm，内径为7cm ，内装有一定体积比例的铁屑和焦炭，铸铁屑在使用前用热碱液浸泡除油。在pH值为2~3，铁碳比为1：1，停留时间为90min时，炸药废水的COD和NH3-N的去除率分别为86%和70%，且B/C提高到0.37，经过生物处理废水中的污染物得到了进一步的去除。
2.5在制药废水处理中的应用
目前,制药废水处理面临的主要问题是污染物种类多、浓度高且成分复杂,冲击负荷大
（17）
,部
分废水中抗生素的存在抑制生化处理时微生物的生长,可生化性差,色度高等特点。李欣石建军
（19）
（18）
夏静芬
（20）
. 史敬伟
（21）
等对含有硝基苯、氯硝柳胺，草甘磷、抗生素的制药废水
利用铁碳微电解法进行处理，结果见表2。
表2 铁碳微电解法对不同成分的制药废水去除效果
Table2. Removal effect of iron-carbon micro-electrolysis technology used in pharmacy
wastewater with different components
废水成分 指标 COD去除率（%） 色度去除率（%） 硝基苯 氯硝柳胺 草甘磷 抗生素 47 92 90 100 73.84 —— 53.5 90 研究结果表明，铁碳微电解法对各种成分的制药废水COD、色度都具有较好的去除效果，同时B/C有所提高。
2.6 在其他废水处理中的应用 除上述的之外，还有学者对含油废水
（22）
、垃圾渗滤液
（3）,(23)
高盐度废水
（24）
等利用铁碳微
电解法进行处理，并对结果进行研究和探讨。
３、微电解技术存在的问题以及将来研究的主要方向
3.1微电解技术存在的问题
铁碳微电解技术是近十年来被广泛研究进而应用的一项新的技术，应用范围广，对污染物没有选择性，去除效果很好，能够适用于各种废水的处理。但是由于存在如下的问题，了该技术的进一步的推广：
（1）运用该技术进行废水处理长时间运行后会有机物在铁电极上沉积，形成一层钝化膜，阻碍了铁电极与碳形成稳定的原电池。此外，铁碳填料容易板结，阻碍了废水与填料的有效接触，形成短流，从而降低了废水的处理效果。
（2）成本较高。铁碳电极反应需要在酸性条件下进行反应才能达到较好的效果，因此在反应之前需要将废水pH值调至3~4,反应结束后pH值为5.7左右，一般的为了除去废水中存在的Fe2+和Fe3+需要加碱将出水pH值调至弱碱性，并利用形成的Fe（OH）3对水中的有机物进一步的吸附去除。因此，调节pH值加入的酸和碱大大的提高了废水处理的成本。此外，铁碳微电解反应器的填料需要及时补充反应消耗的铁，也进一步增加了的劳动力成本。
3.2将来研究的主要方向
针对该技术存在的以上问题，今后的研究将以以下几点为中心进行展开：
（1）设计新型的铁碳微电解反应器。通过改进和优化铁碳微电解翻译器内部的结构和运行方式，不仅能够是反应更加的稳定，而且能够避免铁碳填料的板结。
（2）与其他的工艺联用。与其他工艺进行联合使用，不仅能够提高对污染物的去除率，而且相对的降低了运行的成本，有望在废水的深度处理中得以实现。如在铁碳微电解反应过程中加入双氧水使其与点解产生的Fe2+形成Fenton试剂，大大的提高了去除率。还有人将该工艺与生物法相结合进行了初步尝试。今后在此方面需要进行进一步的深入研究。
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