铁碳微电解法处理有机废水的应用实例及发展趋势分析
关于微电解国内外研究现状及发展动态分析
关于微电解国内外研究现状及发展动态分析微电解( micro-electrolysis) 技术, 又称为铁炭法、铁屑法、内电解、铁还原等技术,是被广泛研究与应用的一种废水处理方法。
它主要是基于金属腐蚀溶解的电化学原理，依靠在废水中形成微电池的电极反应而使废水净化。
该工艺以废铁屑为原料,无需消耗电力资源, 具有“以废治废”的意义。
其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤)等，也有也有采用铝-炭、铁-铜等其他组合来加强处理效果。
苏联学者于20世纪70 年代初首次将其应用于处理印染废水，由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，是真正的环境友好型技术。
随后在世界范围内引起了广泛的关注。
该法于20 世纪80 年代引入我国，目前已成功地应用于染料、印染、重金属、化工、制药、油分等废水的预处理，在当时是水处理领域里的非常热门的课题。
随着我国经济的高速发展，工业废水的排放量日益增加，工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大，成分复杂，可生化性差，COD、盐分和有毒物含量高，污染物的存在形态在不同的废水中各不相同等。
为了满足国家排放标准，减少环境污染，研究者们又在铁碳微电解的基础上进行研究改进，随后出现了多元微电解体系以及微电解结合废水处理的其他技术方法，联合应用于各类废水的治理中。
目前，研究较多的有混凝沉淀联合微电解法、Fenton联合微电解法、生物降解联合微电解法等。
一、微电解分类微电解反应体系按投加填料种类的不同可分为一元、二元及三元（或以上）等体系。
其中，铁屑还原法是常用的一元微电解体系，又称为零价铁法（Fe0）。
铁屑主要由纯铁（Fe）和碳化铁（Fe3C）组成，其中Fe3C 以极细小的颗粒分散在铁屑内，由于两者间存在明显的氧化还原电位差，可形成无数个微观电池，利用其产生的电池效应实现对工业废水的处理。
Yang Mu 等研究发现，铁屑通过电化学附集、氧化还原等作用把硝基苯转化为苯胺、偶氮苯及氧化偶氮苯等易生物降解物质；Chuanbao Wang 等通过大量实验室研究和现场测试发现，纳米级铁粉可将各种卤代有机物还原为简单无害的碳氢化合物。
铁炭微电解法预处理废水的研究
铁炭微电解法预处理废水的研究铁炭微电解法预处理废水的研究摘要：废水处理是一项重要的环境保护任务。
铁炭微电解法是一种有效的预处理方法，通过在电解池中同时加入铁粉和活性炭粉，引入电流作用下的化学反应，可以有效去除废水中的有机物和重金属离子。
本文通过实验研究了铁炭微电解法处理废水的效果，并对其机理进行了分析。
一、引言废水处理是环境保护的重要任务之一。
目前，废水处理技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。
然而，这些方法存在着效果不佳、成本高等问题。
因此，发展一种高效、低成本的废水预处理技术势在必行。
二、铁炭微电解法的原理铁炭微电解法是一种将铁粉和活性炭粉同时加入电解池中处理废水的方法。
通过加入直流电流，使得铁粉和活性炭粉在电解池中发生化学反应。
铁粉可以被氧化成Fe2+，而活性炭粉则在电流的作用下释放出氢气。
这些反应产生的还原剂和氧化剂能够有效地降解废水中的有机物和重金属离子。
三、实验设计本实验使用了一台电容量为1 L的电解池，并在其中加入了适量的铁粉和活性炭粉。
废水样品经过调整后，作为实验对象。
调整后的废水中含有有机物和重金属离子。
实验设置了不同的电流强度和电解时间，以研究其对废水处理效果的影响。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们发现铁炭微电解法能够有效去除废水中的有机物和重金属离子。
随着电流强度的增加和电解时间的延长，处理效果逐渐提高。
在一定范围内，电流强度对去除有机物的效果具有正面影响。
然而，当电流强度过高时，电解过程中产生的气体将会影响反应的进行，从而降低废水处理的效果。
此外，实验还发现，铁炭微电解法对去除重金属离子的效果也较好，其原因是重金属离子能够与铁粉发生还原反应。
五、机理分析铁炭微电解法的废水处理机理主要包括还原、氧化和吸附效应。
铁粉能够通过被氧化为Fe2+的反应产生还原剂，从而加速有机物和重金属离子的降解。
活性炭粉释放出的氢气则促进了废水中有机物的氧化降解。
此外，铁粉和活性炭粉的表面也具有吸附性，能够吸附部分废水中的有机物和重金属离子。
铁炭微电解组合工艺预处理高浓度难降解有机废水的研究
铁炭微电解组合工艺预处理高浓度难降解有机废水的研究摘要：通过对高浓度难降解的宁波某制药企业反应釜底液进行了预处理实验，试验结果表明本工艺可以去除废水中大部分CODCr，解决高浓度槽液或底液对常规废水处理系统带来的负荷冲击问题，并改善其可生化性。
关键词：高浓度废水槽液底液预处理铁炭微电解目前处理高浓度难降解有机废水的主要方法有溶剂萃取法、吸附法、湿式氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、化学氧化法、生化处理法和焚烧法等。
吸附法对废水中污染物的去除有明显的效果，但吸附法吸附剂容易饱和。
化学氧化法对废水中污染物浓度有明显的降解效果，设备占地面积也较小，但都存在处理成本较高的问题。
生化处理法对废水色度和COD的去除上都有较好的效果，但其设备占地面积大，而且在日益严格的环保要求下，单一的生化法处理也难以满足印染废水达标排放和回用的要求。
焚烧法处理废水的水量受相配锅炉的限制，且处理成本相对较高。
因而，用组合工艺降解高浓度难降解有机废水是今后的发展方向。
一、实验方案本实验以宁波某制药企业生产车间反应釜底液为主要研究对象，研究了铁炭微电解组合预处理工艺对高浓度难降解有机废水中CODCr的降解效果，具体有四个方面的实验：第一，确定铁炭微电解工艺最佳实验条件：铁屑与废水的体积比、铁炭体积比、反应时间、微电解次数，以及铁炭微电解联合微波振荡对CODCr去除率的影响；第二，确定絮凝沉淀工艺最佳实验条件：初始pH值和絮凝剂的使用量对CODCr去除率的影响；第三，确定臭氧工艺最佳实验条件：处理时间对CODCr去除率的影响；第四，确定铁炭微电解组合预处理工艺流程和实验室最佳工艺条件，考察组合工艺预处理效果，以CODCr的去除率和B/C变化及其它一些水质指标作为评价依据，并作初步经济性分析。
二、实验对象本实验所用废水取自宁波某制药企业的反应釜底液，该企业主要从事医药新产品、中药中间体和化工中间体的研制开发、批发和零售，主要产品有盐酸恩丹西酮、盐酸格拉斯琼和枸橼酸托瑞米芬等。
铁碳微电解预处理化工有机废水研究
李 雯，王三反，孙 震，等. 铁碳微电解预处理 化工有机废水研究
Vol. 27, No. 5, 2008
的废水， 主要成分是有机物和大量无机盐,CODCr 浓 度 高 达 227 000 mg/L，SS 值 高 达 18 000 mg/L，BOD5 为 32 600 mg/L， 含 盐 量 15 % ， 色 度 1 600 （ 倍 ），pH 值为 9.3，废水产量为 20 m3/d。
730070, China;
Abstract The main compositions of a chemical plant wastewater are ethanol and some small organic molecules, CODCr value of the wastewater is from 2 000 to 4 000 mg/L and BOD5 /CODCr is only 0.15 after distilling treatment. The micro-electrolysis of iron-carbon method is used to disposal the organic chemical wastewater. The results indicated that the optimized condition of the method is pH= 3.0,Fe/C=1:1,HRT=1.5h of the water penetration. By this condition, the removal rate of CODCr is above 95％,and the value of BOD5 / CODCr is above 0.45,the biochemical feature of the wastewater is also improved after the pretreatment. Key words chemical wastewater micro-electrolysis of iron-carbon pH value Fe/C ratio HRT
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状摘要：废水处理是保护环境、维护生态平衡的重要环节，而传统的废水处理方法存在工艺复杂、耗能高等问题。
近年来，铁碳微电解法作为一种新型废水处理技术，受到了广泛关注。
本文将对铁碳微电解法在废水处理中的研究进展和应用现状进行综述，以期为进一步推进废水处理技术提供参考。
1. 引言随着工业化进程的加快和人口的快速增长，废水排放成为了环境污染的主要源头之一。
为了达到环境保护和资源回收的目的，人们不断寻求高效、低成本的废水处理方法。
传统的废水处理方法如生物降解法、化学沉淀法等存在工艺复杂、资源浪费等问题。
因此，开发新型废水处理技术具有重要意义。
2. 铁碳微电解法的原理铁碳微电解法是一种以零价铁和碳材料为电极材料的微电解技术。
其处理过程中主要通过电化学反应来净化废水。
该方法主要包括氧化还原反应、电解沉淀、吸附等步骤。
在电极的作用下，铁和碳材料可以有效地催化废水中的有机物氧化、重金属沉淀等反应，实现对废水的净化。
3. 铁碳微电解法在废水处理中的研究进展3.1 铁碳微电解法的工艺优化针对铁碳微电解法的工艺优化研究，学者们通过调节电解反应参数、改变电解池结构等手段，提高了废水处理效果。
例如，调节电流密度、电解时间和电极间距等参数可以改变电化学反应的速率，进而提高有机物降解效率。
此外，改变电解池结构可以增加电极与废水接触面积，加快反应速率。
3.2 铁碳微电解法与其他技术的结合研究将铁碳微电解法与其他废水处理技术结合，可以进一步提高废水处理效能。
有学者将铁碳微电解法与生物降解法相结合，通过电极催化反应和微生物分解联合处理废水，取得了良好的处理效果。
此外，铁碳微电解法还可以与化学沉淀法、膜技术等结合，实现对废水中有机物和重金属的高效去除。
4. 铁碳微电解法在废水处理中的应用现状目前，铁碳微电解法已经广泛应用于工业废水处理、城市污水处理等领域。
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状
铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状铁碳微电解法在废水处理中的研究进展及应用现状废水处理是一项十分重要的环保工作，对于保护水源、减少水污染，具有重要的意义。
然而，随着工业化进程的不断加快，废水排放问题日益突出，传统的废水处理方法已经难以满足工业废水的处理需求。
在此背景下，铁碳微电解法作为一种新型的废水处理技术，逐渐引起了广泛的关注。
铁碳微电解法是将铁碳微颗粒作为活性材料，通过电解的方式来处理废水中的有机污染物。
该方法相比传统的废水处理技术，具有处理效率高、操作简便、成本低等优点，深受研究者的青睐。
近年来，研究者们在铁碳微电解法的研究中取得了一系列的进展。
首先，在材料方面，研究者通过改变铁碳微颗粒的制备方式和表面形貌，提高了其吸附能力和电催化性能，从而提高了废水处理的效率。
其次，在电解条件的优化方面，研究者发现，适当的初始溶液pH值、电流密度和反应时间等因素对铁碳微电解法的处理效果有着重要的影响。
通过优化这些参数，可以进一步提高废水处理的效率。
此外，铁碳微电解法还在具体的废水处理领域中得到了广泛的应用。
例如，在工业废水处理中，铁碳微电解法已被应用于金属离子的去除、染料废水的处理等，取得了良好的处理效果。
在农村污水处理中，铁碳微电解法也能有效去除有机物质和氨氮等污染物，达到了国家排放标准。
此外，铁碳微电解法还可以与其他废水处理技术相结合，如生物处理和活性炭吸附等，进一步提高处理效果。
然而，铁碳微电解法在废水处理中还存在一些挑战和问题。
首先，制备铁碳微颗粒的成本相对较高，需要进一步降低成本。
其次，铁碳微电解法在活性材料的稳定性和寿命方面还有待提高，以满足长期运行的需求。
同时，应用铁碳微电解法处理高浓度废水时，对于有机物降解产物的中转和进一步处理也需要进一步研究。
综上所述，铁碳微电解法作为一种新型的废水处理技术，在研究和应用中取得了显著的进展。
然而，仍然需要进一步的研究来解决目前存在的问题，提高其在废水处理领域的应用效果。
铁碳微电解法处理某化工厂废水的研究
铁碳微电解法处理某化工厂废水的研究
铁碳微电解法处理某化工厂废水的研究
某化工厂废水主要成份为乙醛、少量三聚乙醛、四聚乙醛、吡啶和一些乙醛聚合物.经吸附塔处理后出水p(CODCr)值在3 000～4 000mg·L-1之间,BOD5/CODCr只有0.05,采用铁碳微电解方法进行预处理.实验结果表明,最合适反应条件是进水pH值为2、铁碳比1:2、停留时间为2 h,在此条件下CODCr去除率可达64%以上,且进水浓度的变化对去除率影响不大.而且,BOD5/CODCr值在0.45以上,提高了可生化性.
作者：高彦林张雁秋薛方亮 GAO Yan-lin ZHANG Yan-qiu XUE Fang-liang 作者单位：中国矿业大学环境与测绘学院,江苏,徐州,221008 刊名：江苏环境科技ISTIC 英文刊名：JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2006 19(5) 分类号： X3 关键词：化工废水铁碳微电解 pH值铁碳比停留时间可生化性。
铁炭微电解高浓度污水处理
一、关于铁炭微电解的简介及区分方法1、什么是铁炭微电解:是指铁和炭在电解质溶液中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。
将铁屑和炭颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和炭之间的电极电位差(0。
9～17V),废水中会形成无数个微原电池.这些微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的炭做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应.在应中产生的大量初生态的Fe2+和新生态的[•H],它们具有极高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。
铁炭微电解工艺是集氧化、还原、电沉淀、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。
2、铁炭微电解的最佳使用PH范围是多少?铁炭微电解的最佳使用PH范围是3～4，在此PH范围内，高温烧结的铁炭微电解填料的年消耗量在10％~15%（个别厂家会讲他们的填料适用PH范围为5～7，这是不符合铁炭微电解的反应原理的，所以这种填料对废水处理的主要原理是通过铁炭中活性炭的吸附，不是通过真正的微电解反应原理达到处理效果）。
3、铁炭微电解工艺优点：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。
目前成熟运用的行业有:化工、制药、染料、颜料、橡胶助剂、酚醛树脂、电镀、线路板、垃圾渗滤液、印染、煤化工等。
4、反应过程中铁和炭去哪里了：在高温烧结的铁炭微电解填料中铁和炭不是以大颗粒形式存在，而是以合计结构的形式存在，反应中铁变为二价铁离子存在于废水中,通过后续的絮凝而沉淀出来；炭随着铁的溶解不断的脱落,脱落后的极其细小炭粒会吸附着污染物质进入沉淀池经絮凝沉淀.5、什么是高温烧结的铁炭微电解填料：高温烧结铁炭微电解填料是铁粉与炭粉、催化剂等组分通过高温（超过1300℃）熔炼形成的一体化合金结构，故填料的物理强度强（≥600kg/cm2）；框架式的微孔结构形式，为微电解反应提供极大的比表面积及均匀的水气通道，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果.6、如何区分铁炭微电解填料是否是高温烧结：通过摔打或进行相关测试：高温烧结微电解填料不易敲碎。
铁碳微电解技术处理难降解废水的分析进展
微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水开展处理的良好工艺，具有使用范围广、工艺简单、处理效果好、抗高色度、高盐度、高 COD 能力强、处理后生化性能提高、运行成本合理等优点。
本文介绍了铁碳微电解技术在印染废水、重金属废水、制药废水、油田废水等难降解废水处理中的应用，并列出了铁碳微电解技术工艺的影响因素。
微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水开展处理的良好工艺，又称为内电解法、零价***、铁屑过滤法、铁碳法。
该工艺自诞生开始就引起了许多国家的重视，如美国、苏联、日本等。
20 世纪 70 年代，由前苏联的科学工作者首先把铁屑用于印染废水的处理。
该法于 20 世纪 80 年代引入我国，是近 30 年来被广泛应用于印染、重金属、制药、油田废水等污水处理中的一种新兴的电化学方法，其具有使用范围广、工艺简单、处理效果好等特点，特别对于高盐度，高 COD 以及色度较高的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微电解工艺处理后 B/C 值(生化需氧量与化学需氧量的比值)大大提高，有利于后续生物处理效果的提高。
国内普通将该工艺用于废水的预处理，或者与其他工艺结合使用以到达去除污染物的目的。
1 铁碳微电解系统的组成根据铁碳微电解取出废水有机污染物的基本原理，可以将铁碳微电解系统分为两大部份，一是微电解氧化复原阶段，二是混凝沉淀阶段，具体流程如下：废水在适宜的 pH 条件下，通过(曝气)铁碳微电解反应，降解部份有机物，同时破坏一些生化难降解有机物构造，降低或者去除废水生物毒性。
将微电解出水的 pH 值调节至碱性条件下，发生混凝反应，铁离子形成 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3 ，在供氧充足条件下，可以将 Fe2+氧化成 Fe3+ ，进一步发生氧化复原反应，降解有机物，同时新生态的 Fe(OH)3 具有更好的混凝吸附效果。
最后 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3 在助凝剂作用下，发生絮凝吸附作用，再次吸附去除部份有机污染物，并减少污泥体积量。
铁碳微电解法在废水预处理过程中的应用现状及前景
污及治 染 防
Байду номын сангаас
铁 碳 微 电解 法 在 废水 预处 理 过程 中 的应 用 现 状 及 前景
朱泉雯 （． １ 中国 矿业大学 江苏徐 州 ２ １ ０ ． ２ ０ ２ 扬州环境 资源职业 技术学 院 江苏 扬州 ２ ５ ０ ） ０ ｉ ２ ０ ０ 摘 要： 铁爰截 电解法是 目前高浓度有机废水 预处理 的常用方法 。 本文介 绍 了铁碳微 电解法的 原理以及该方 法在垃 圾渗滤 液、 医药废水 ， 印染废水 等预处理 过程 中的应 用 ， 井在指 出此法不足 的基 础上 ， 探讨今 后的研究方 向 。 关键 词 ： 铁碳 徽 电极 度水预处理 应用 中 图分 类 号 ： ７ Ｘ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ０ （ ） ０ －０ １ ７ － ７ １２ １ ） ｌｂ－ １ ８ １ １ １
质 ， 生 化 性 较 差 ， 生 物 难 降 解 有 机 废 求酸 性 环 境 ， 可 属 溶解 大 量 的 铁 ， 加碱 中和 时产 水 。 家村 ｌ 医药 废 水 利用 铁 碳 微 电 解法 生 的沉 淀 物 多 ， 杨 ５ １ 对 增加 了脱 水 工段 的负 担 ， 而 铁 碳 微 电 解 ， 称 内 电 解 、 价 铁 法 进 行 预 处理 ， 行 结 果表 明 ， 处 理 后 废水 废渣 的 处 理 也 成 了问 题 。 又 零 运 经 Ｏ Ｃ 值 酸 等 ， 以铁 屑和 惰性 碳 （ 活 性炭 、 是 如 焦炭 等） 的Ｂ Ｄ ／ ＯＤ 明 显提 高 ， 度显 著 下 降 ， 因此 ， 目前 对 铁 碳 微 电解 技 术 的 研 究 构 成 原 电 池 ， 时 涉 及 到 氧 化 还 原 、 富 达 到 了 污 水 二 级 排 放 标 准 。 同 电 集 中 于 如 何 提 高 处 理 效率 、 决 填 料 板 结 解 集 、 理 吸 附 和 絮 凝 沉 降等 多 种 作 用 Ｌ ， ２． 印染 废水预 处理丰 的应用 物 ３ 及再 生 、 大应 用范 围等 方 面 。 后 的研 究 扩 今 其 不 但 可 以 去 除 部 分 难 降 解 物 质 ， 可 以 还 印染 废 水 具 有 高 色 度 、 ＯＤ ｃ 较 高 、 成 主要 有 以 下 几个 方 面 ： １催 化 微 电解 工 艺 （） 改 变 部 分 有 机 物 形 态 和 结 构 ， 且 工 艺 简 分 复 杂 、 化 性 差 和 处理 难 度 大 的 特 点 ， 而 生 该 的开 发 。 填料 中 引入 催 化 剂 ， 提 高处 理 在 以
铁碳微电解法在废水预处理过程中的应用现状及前景
科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 污染及防治自20世纪70年代铁屑腐蚀电池开始应用到水处理中以来,微电解技术不仅在无机工业废水和地下水污染治理中得到应用,而且在处理高浓度有机工业废水中进行了有意义的尝试。
微电解技术应用效果好,成本低廉且操作维护方便,并且使用的铁屑来自于工业垃圾,具有“以废治废”的意义。
微电解在处理垃圾渗滤液、医药废水、印染废水等时多是作为预处理单元来提高废水的可生化性,减轻后续生物处理的负荷。
1 铁碳微电解原理铁碳微电解,又称内电解、零价铁法等,是以铁屑和惰性碳(如活性炭、焦炭等)构成原电池,同时涉及到氧化还原、电富集、物理吸附和絮凝沉降等多种作用[1～2],其不但可以去除部分难降解物质,还可以改变部分有机物形态和结构,而且工艺简单,操作方便。
微电解法是利用金属腐蚀原理,形成原电池对废水进行处理的良好工艺。
它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生高低电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。
其中,铁是阳极,炭是阴极,电极反应如下:阳极:Fe-2e→Fe2+E(Fe2+/Fe)=0.44(V)阴极:4H++4e→2[H]→2H2E 0(H+/H2)=0.00(V)在中性或偏酸性的环境中,微电解剂本身及其产生的新生态[H]、Fe2+等与废水中的许多组分发生氧化还原反应。
比如能破坏有色废水中的有色物质的发色或助色基团,甚至断链,可以脱色,降低CODCr,提高可生化性,还可以氧化金属离子,降低其毒性。
活性炭除作为原电池的阴极参与电极反应外,还具有还原吸附的作用。
另外,由于电池的电极周围存在电场效应,使溶液中的带电粒子在电场作用下作定向移动,附积到电极上,从而去除水中的污染物。
2 铁碳微电极在废水预处理过程中的应用2.1在垃圾渗滤液预处理中的应用垃圾渗滤液处理面临的主要问题是具有COD含量高,氨氮浓度高,污染物成分复杂,BOD5/COD值较低等特点,处理难度大。
实验四铁碳微电解处理废水实验
铁碳微电解处理废水实验一、实验目的1.了解铁碳微电解作用的原理；2.比较铁碳微电解在不同条件下的处理效果。
二、实验原理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。
具体的作用机理可归纳如下：（1）氢的还原作用。
从电极反应中得到的新生态氢具有较大的活性，能于废水中的许多有机组份发生氧化还原作用。
（2）铁离子的混凝作用。
从阳极得到的Fe2+在有氧和碱性条件下，会生成Fe(OH )2和Fe(OH )3,反应为：Fe2++2OH－＝Fe(OH )24Fe2++8OH－+O2+2H2O = 4 Fe(OH )3生成的Fe(OH)2是一种高效的絮凝剂，具有良好的脱色，吸附作用。
而生成的Fe(OH)3也是一种高效胶体絮凝剂，它比一般的药剂水解法得到的Fe(OH)3吸附能力强，可强烈吸附废水中的悬浮物、部分有色物质及微电解产生的不溶物。
（3）铁的还原作用。
铁是活泼金属，在酸性条件下，它的还原能力能使某些有机物被还原为还原态（4）电化学腐蚀作用废铁屑为铁—碳合金，当浸没在废水液中时，由于碳的电位高，铁的电位低，就构成一完整的微电池回路，形成一内部电解反应。
电解反应如下：阳极（Fe）：Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V阴极（C）：2H++2e→2[H]→H2E0(H+/H2)=0.00V有氧气时O2+4H++4e→2H2O E0(O2)=1.23V (酸性介质) O2+2H2O+4e→4OH-E0(O2/OH-)=0.40V （中性或碱性介质）在处理废水时，生成的Fe2+对废水处理有重要的意义，它能将废水中的有机分子降解，并能生成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀，起吸附、捕集、架桥的作用。
铁炭微电解处理高浓度难降解有机废水实验研究和工程应用
铁炭微电解处理高浓度难降解有机废水实验研究和工程应用铁炭微电解处理高浓度难降解有机废水实验研究和工程应用一、引言随着经济的发展和工业化进程的加速，有机废水污染逐渐成为全球环境面临的重要问题之一。
大量高浓度难降解有机废水的排放给环境带来了严重的污染，不仅对地下水、河流和湖泊等水资源造成威胁，还对生态环境和人类健康产生巨大影响。
因此，开发高效、经济的废水处理技术对于解决这一问题具有重要意义。
二、铁炭微电解技术的背景与原理铁炭微电解是一种新兴的废水处理技术，其利用微米级铁粉和木炭作为电极材料，通过电解作用将有机废水中的有害物质分解为无害物质并沉淀。
铁炭微电解技术的原理是通过电极的电解作用产生一系列的化学反应，主要包括电解还原、电解氧化、电解沉淀和电解析性等。
铁粉和木炭作为电极材料具有优良的导电性和催化性能，能够有效地提高反应速率和电解效果。
同时，电解产生的氢气和氧气可以与有机废水中的污染物发生氧化还原反应，从而降解有机物质。
此外，铁炭微电解还可通过生成的铁、氢氧化物和碳酸钙等物质对有机废水进行沉淀去除，有效地净化水体。
三、实验研究为了探索铁炭微电解技术在高浓度难降解有机废水处理中的应用潜力，我们开展了一系列实验研究。
首先，我们选取了一种常见的高浓度难降解有机废水样品，并通过标准方法对其进行了分析和处理前的基本特性评估。
然后，我们设计了一套铁炭微电解实验装置，以控制参数为电流密度、电极间距、反应时间等进行实验。
实验结果显示，在一定范围内，随着电流密度的增加，废水中有机物质的降解效果明显提高。
当电流密度为0.4 A/cm2时，有机物质的去除率超过90%。
此外，实验结果还表明，电解时间对有机物质的去除效果具有显著影响。
当反应时间为60 min时，有机物质的去除率达到了最大值。
四、工程应用基于实验研究结果，我们进一步探索了铁炭微电解技术在工程应用中的潜力。
我们设计了一套具有连续反应、自动控制和在线监测等功能的铁炭微电解废水处理系统，并在实际工业废水处理场景中进行了应用试验。
国内铁炭微电解预处理有机废水的研究进展
关键词 ： 铁炭微电解 预处理； 高浓度难生化有机废水； 研究进展
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６・ ２
广州化工
２１ 年 ３ ０ ０ ８卷第 ５期
国 内铁炭 微 电解 预 处 理 有机 废 水 的研 究进 展
谭南 中 ， 李德生 洪飞宇 范太兴 ， ，
（ １兰州交通大学 环境与市政工程学院， 甘肃 兰州 ７０７ ； ３００２北京交通大学 土木建筑工程学院， 北京 １０４ ； ００４
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铁炭微电解技术在废水处理中的应用进展
铁炭微电解技术在废水处理中的应用进展1.在印染废水处理中的应用铁炭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，使得印染废水具有pH 低,色泽深,毒性大,生物可降解性差等特点。
因此，铁炭微电解用于印染废水的处理体现出了其他工艺不可比拟的优势。
对于COD很高或者出水要求较高的印染，单纯的用铁炭微电解工艺处理并不能达到出水要求，常使之与其他的高级氧化处理工艺相结合，作为生物处理的预处理。
对原水COD为11000mg/L, pH为6，色度为8000倍的印染废水采用铁炭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.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COD Cr、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。
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，利用铁炭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。
采用强化的铁炭微电解对制浆造纸二级出水进行深度处理，在铁炭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，与铁炭微电解协同作用，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COD Cr并去除了水中的Fe2+和Fe3+，使溶液的色度进一步得到改善。
铁碳微电解技术在水处理中的应用
铁碳微电解技术在水处理中的应用铁碳微电解技术在水处理中的应用铁碳微电解法是不通电的情况下，通过铁屑和焦炭混合材料或者铁碳复合材料在电解质溶液中形成“原电池”而处理废水，对污染物的去除由原电池反应、絮凝沉淀、氧化还原、电化学富集、物理吸附等过程协同完成。
20世纪60年代起，在美、日、苏等国被初步研究实践并工程应用，近年来在石油化工、印染、电镀以及含砷含氰方面迅速发展。
由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有“以废治废”的意义。
因此，在汉斯出版社《水污染及处理》期刊中，有论文回顾了铁碳微电解技术发展过程，介绍了技术原理，分析了在工业废水、饮用水及人工湿地等领域的研究及应用进展，展望了在水处理中的应用发展趋势。
铁碳微电解技术在工业废水处理中的应用表现出诸多优势：环境友好、运行成本低、操作管理方便、应用广泛、可提高废水可生化性。
铁碳微电解对电镀废水中的 Cr3+、Pb2+、Zn2+、 Fe2+、Ni2+等离子可通过氧化还原、絮凝–沉淀、物理吸附等途径进行去除。
铁碳微电解对电镀废水表现出高效的处理能力，并且操作简单、无二次污染。
铁碳微电解对医药废水处理效果良好，尤其含有硝基苯类化合物、抗生素类化合物等的医药废水，可显著改善可生化性，降低生化反应单元处理负荷。
铁碳微电解可有效降低印染废水的色度、降低有机物含量、提高可生化性。
近年来随着我国废水处理标准的日渐提高，铁碳微电解技术多反应机理协同作用、以废弃工业材料为原料的优点逐渐得到重视，尤其以废治废、环保友好的特点使其具有广阔的应用空间，结合工艺特点及最新研究，我们认为铁碳微电解在水处理中的应用发展趋势主要有以下几个方面：除磷。
铁碳微电解电极反应过程产生的Fe2+、Fe3+及其水解产物Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有良好的除磷效果，一些最新研究也证实了铁碳微电解处理的有效性和可靠性。
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铁碳微电解法处理有机废水的应用实例及发展趋势分析
发表时间：2015-05-15T13:48:37.690Z 来源：《工程管理前沿》2015年第5期供稿作者：赵金1, 张朋锋
[导读] 铁碳微电解法不仅能有效降低废水有机物浓度，且能去除或降低废水毒性，提高废水的可生化性。
赵金1, 张朋锋2
1. 中国恩菲工程技术有限公司,北京,100038
2. 上海凡清环境工程有限公司，上海，200942
摘要：笔者主要阐述了铁碳微电解法在电镀废水、石油化工废水、制药废水等行业废水的治理中的应用特点和技术现状，并针对目前的应用缺陷提出未来主要的发展方向，旨在为铁碳微电解技术处理有机废水创造更为有利的条件。
关键词：铁碳微电解法，有机物，工业废水，发展趋势
前言
铁碳微电解法不仅能有效降低废水有机物浓度，且能去除或降低废水毒性，提高废水的可生化性。
该法是基于电化学中的电池反应，电池反应生成的产物具有强氧化还原性，使常态下很难进行的反应得以实现，从而起到处理废水的作用。
本方法无需添加氧化剂，具有设备体积小，占地面积少，操作简单灵活、投资少等[1]优点。
然而，本工艺处理成本高、铁屑结块与填料钝化等问题限制了此法的推广应用，如何解决具体的相关应用缺陷，目前尚无统一的改善技术规范。
本文重点对存在的应用情况和技术缺陷进行归纳，旨在为今后铁碳微电解法的发展提供方向和理论基础。
1. 铁碳微电解法在典型工业废水处理中的应用现状
1.1在印染废水中处理中的应用
印染废水的特点是水量大、色度深、可生化性差、组成复杂等，其有机污染物来自染料及染整添加剂。
王敏欣[2]等人使用浓度为40mg/L的四种不同染料配制成的模拟印染废水，对此进行铁碳微电解法处理。
结果表明，填料以经过稀盐酸浸泡预处理的铁刨花混合粒径为5～10mm的焦炭，在曝气量为4m3/h、固液比为1:10的条件下反应60min，90%以上废水色度可去除，反应PH值与最佳铁碳比因处理染料性质不同而存在差异。
1.2在制药废水处理中的应用
目前制药废水处理的主要问题是污染物种类多、含有生物毒性物质、浓度高、成分复杂、难于生化处理，色度高等。
利用铁碳微电解法结合生化法处理医药废水(CODcr=5000～7000mg/L，NH3=200～40mg/L，BOD5=1500～2000mg/L，pH在1～2)可使废水pH从平均1.6提高到平均4.5，COD降低46%～55%，随后经过活性污泥法处理后出水COD≤230～260mg/L，氨氮在35～40mg/L，BOD≤22～25mg/L，pH在6～9，SS≤110～130mg/L。
各指标去除效率在80%以上。
1.3在炸药废水处理中的应用
炸药工业所排生产废水中含TNT、RDX、DNT等多种剧毒物质，是重污染源之一。
对此情况，杨丽[3]设计的工艺处理了含硝基苯废水，其原理是铁碳微电解组合SBR生化法。
该工艺的反应器是活性铁床，取代铁屑——碳粒混合物作填料的是(删除)铸铁块(具有一定铁碳比且粒径为20cm左右)，其流程是让废水自铁床底部流入，从上部排出。
并为了加快反应速度，避免铁床板结，在微电解反应发生的同时往反应器内从铁床底部鼓入空气，最后组合生化处理的SBR工艺。
其结果显示，经过其方式的预处理后，COD去除率可达60%，脱色率可达70%以上，B/C值从0.36提高到0.45，去除效果得到一定的改善。
1.4 在电镀工业废水处理中的应用
电镀废水的成分是大量的重金属、氰化物及难降解有机物，且由于各个电镀厂不同的生产工艺，废水水质差异很大，含有大量的有毒物质，难以达到达标排放的各项指标。
马青兰[4]等人基于铁碳微电解技术处理了高浓度含铬电镀废水。
结果显示，通过该方法处理进水Cr6+质量浓度270mg/L以下的含铬废水，在60min内出水Cr6+可下降到0.5mg/L以下，且可达99.7%以上的去除率。
对于Cr6+质量浓度高达500mg/L以上，甚至用该方法处理1000mg/L以上的高浓度含铬废水180min，处理效果也很好，可到89.7%～99.9%的去除率。
1.5在造纸工业废水处理中的应用
制浆过程中的蒸煮、筛分、清洗、漂白是造纸废水的主要来源。
废水的成分是大量的木质素等难降解物质。
即使经过一级物化、二级生化处理后出水的CODcr、色度等各项指标仍然高于国家造纸工业水污染物排放的一级标准，这让许多造纸企业各项指标都难以达标排放。
曲雪憬[5]等研究了基于铁碳微电解法的杨木BCTMP浆制浆废水的处理情况，探讨了此工艺给废水带来的影响。
结果显示，对废水处理效果影响最大的是微电解处理时的进水pH值，其次分别是微电解处理时的填料里的铁碳质量比、反应过程时间和过程里加入的水铁比。
在进水pH值为4～5，铁碳质量比是0.5:1，反应时间为15min，且铁液比为0.1到0.125的条件下，废水能去除大于90%的色度，COD能去除大于70.0%，B/C由0.3上升到0.35。
此案例说明，杨木BCTMP废水经过微电解法处理，不仅废水的色度能得到有效去除，且COD也被降低，并提高了可生化性。
2.铁碳微电解工艺发展现状及未来发展方向
2.1铁碳微电解应用性特点
铁碳微电解工艺技术有多方面的优点:性价比高、适用范围广、操作维护便利及使用寿命长等。
但是进一步的推广受到以下方面的限制：
(1)铁屑结块与填料钝化。
铁碳微电解处理装置运行一段时间后，特别是微电解塔较高时，过大的底部铁屑压实作用让铁屑易结块并出现沟流等现象，处理效果因此大大降低。
(2)工艺成本较高。
PH调节的繁琐操作和酸碱材料需求增加了此工艺的成本。
此外，加碱中和时产生的废渣也需进一步处理。
而填料需要的铁消耗速度快，需及时补充，运行成本因此进一步增加。
(3)难降解污染物去除不彻底。
铁碳微电解技术的应用范围受到限制，高浓度难降解工业废水处理将不能单独使用此工艺。
2.2铁碳微电解工艺将来的研究发展方向
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,并已在工程实际中得到广泛应用。
然而在运用过程中，也面临众多技术和操作问题，限制了铁碳微电解的处理效果。
主要表现为以下几点：
(1)为改进铁碳微电解装置内部的结构和操作方式，铁碳微电解反应器和填充材料需进一步研究，使得反应更加稳定，从而避免铁碳填料的板结[6]。
(2)为加强其他废水处理工艺的联用技术与铁碳微电解的开发，以铁碳微电解作为预处理手段，组合其他处理工艺，提高污染物去除率，实现深度处理废水的目标。
(3)加强研究催化铁碳微电解技术的应用性。
此污水处理技术目前还是一种创新，目前还停留在实验或中试阶段，今后还需进一步深入研究。
(4)加强铁碳微电解降解的机理研究。
利用相关处理技术，对微电解的综合处理进行分解，建立各种作用的反应方程，并得到相关的动力学方程，为微电解技术的发展提供理论依据。
3结语
铁碳微电解法对各行业有机废水具有良好的处理效果，并在印染废水、造纸废水、电镀废水等行业具有了不少成功案例。
此法体现出了较大的优势，前景较好，但同时也存在板结、pH调节等技术应用问题。
这些问题都限制了本工艺的进一步发展，这需要我们从这些缺陷中做出进一步的研究，为铁碳微电解技术处理有机废水创造更为有利的条件。
参考文献：
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[3]杨丽，铁碳内电解-SBR生化法处理硝基苯废水试验与研究.硫磷设计与粉体工程，2002，(5):7～10
[4]马青兰，刘秀艳，吕俏.电镀六价铬废水的使用处理技术及应用.环境污染与防治，2006，28(12):947～949
[5]曲雪憬，曹云峰，谢慧芳等.微电解法对杨木BCTMP废水处理初探.中纸业，2009，30(22):63～66
[6] 刘晓冉; 李金花; 周保学; 蔡伟民; 宋永会等. 铁碳微电解处理中活性炭吸附作用及其影响，环境科学与技术.2011，8(6):57～59。