鐵碳微電解工藝,又稱為內(nèi)電解法、零價(jià)鐵法、鐵屑過(guò)濾法、鐵碳法,是近30年來(lái)被泛應(yīng)用于染料、印染、重金屬、農(nóng)藥廢水處理的一種新興的電化學(xué)方法,鐵碳微電解具有使用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單、處理效果好等特點(diǎn),尤其對(duì)于高鹽度,高COD以及色度較高的工業(yè)廢水的處理較其他工藝具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)。難生物降解的廢水經(jīng)鐵碳微電解工藝處理后B/C比大大提高,有利于后續(xù)生物處理效果的提高。國(guó)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)于該工藝存在的問(wèn)題以及以后的研究方向作了初步的探討。微電解反應(yīng)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(méi)在廢水中時(shí),發(fā)生內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴碾娊夥磻?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(shì)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(yáng)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(guò)程實(shí)際上是內(nèi)部和外部雙重電解的過(guò)程,或者稱之為存在微觀和宏觀的原電池反應(yīng)微電解技術(shù)存在的問(wèn)題鐵碳微電解技術(shù)是近十年來(lái)被廣泛研究進(jìn)而應(yīng)用的一項(xiàng)新的技術(shù),應(yīng)用范圍廣,對(duì)污染物沒(méi)有選擇性,去除效果很好,能夠適用于各種廢水的處理。但是由于存在如下的問(wèn)題,限制了該技術(shù)的進(jìn)一步的推廣:(1)運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行廢水處理長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)有機(jī)物在鐵電極上沉積,形成一層鈍化膜,阻礙了鐵電極與碳形成穩(wěn)定的原電池。此外,鐵碳填料容易板結(jié),阻礙了廢水與填料的有效接觸,形成短流,從而降低了廢水的處理效果。(2)成本較高。鐵碳電極反應(yīng)需要在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)才能達(dá)到較好的效果,因此在反應(yīng)之前需要將廢水pH值調(diào)至3~4,反應(yīng)結(jié)束后pH值為5.7左右,一般的為了除去廢水中存在的Fe2 和Fe3 需要加堿將出水pH值調(diào)至弱堿性,并利用形成的Fe(OH)3對(duì)水中的有機(jī)物進(jìn)一步的吸附去除。因此,調(diào)節(jié)pH值加入的酸和堿大大的提高了廢水處理的成本。此外,鐵碳微電解反應(yīng)器的填料需要及時(shí)補(bǔ)充反應(yīng)消耗的鐵,也進(jìn)一步增加了的勞動(dòng)力成本。將來(lái)研究的主要方向針對(duì)該技術(shù)存在的以上問(wèn)題,今后的研究將以以下幾點(diǎn)為中心進(jìn)行展開(kāi):(1)設(shè)計(jì)新型的鐵碳微電解反應(yīng)器。通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化鐵碳微電解反應(yīng)器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式,不僅能夠是反應(yīng)更加的穩(wěn)定,而且能夠避免鐵碳填料的板結(jié)。(2)研究新型鐵碳微電解填料,避免傳統(tǒng)鐵碳填料的板結(jié)鈍化,反應(yīng)效率慢等問(wèn)題,(3)與其他的工藝聯(lián)用。與其他工藝進(jìn)行聯(lián)合使用,不僅能夠提高對(duì)污染物的去除率,而且相對(duì)的降低了運(yùn)行的成本,有望在廢水的深度處理中得以實(shí)現(xiàn)。如在鐵碳微電解反應(yīng)過(guò)程中加入雙氧水使其與點(diǎn)解產(chǎn)生的Fe2 形成Fenton試劑,大大的提高了去除率。還有人將該工藝與生物法相結(jié)合進(jìn)行了初步嘗試。今后在此方面需要進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。