你知道吗？ 铁碳微电解处理工业废水优缺点
铁碳微电解反应原理：
电化学氧化还原反应
铁屑对絮凝体的电附着和对反应的催化作用。它是电池反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层的过滤等综合作用的结果，主要作用是氧化还原和电附着。铁屑的主要成分是铁和碳，当它浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间有1.2V的电极电位差，会形成无数的微电池系统，在其作用空间形成电场。阳极反应生成大量Fe2+进入废水中，再被氧化为Fe3+，形成具有较高吸附和絮凝活性的絮凝剂。阴极反应生成大量新生态的[H]和[O]。在酸性条件下，这些活性成分能与废水中的许多成分发生氧化还原反应，使有机大分子断裂、降解，从而消除有机物特别是印染废水的色泽，提高废水的可生化性。 另外阴极反应消耗大量H+，生成大量OH-，也使废水的pH值升高。
当废水与铁碳接触时，会发生以下电化学反应：
阳极：Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4
阴极：2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V
当存在氧气时，阴极反应如下：
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有实验在铁碳反应后加入H2O2，阳极反应生成的Fe2+可作为后续催化氧化处理的催化剂，即Fe2+与H2O2组成试剂氧化体系。阴极反应生成的新生态[H]可与废水中许多成分发生氧化还原反应，破坏染料中间体分子中的发色基团（如偶氮基团），使其脱色。通过铁碳曝气反应，大量氢离子被消耗，使废水pH值升高，为后续催化氧化处理创造了条件。
催化氧化原理
在废水中加入适量的H2O2溶液与废水中的Fe2+形成试剂，该试剂具有极强的氧化能力，特别适合于难降解有机废水的处理。该试剂之所以具有极强的氧化能力，是因为HO在Fe的催化下分解生成•OH（羟基自由基）。
提高生化性能及脱色机理
微电解对色度去除效果显著。这是因为电极反应中新生的二价铁离子有很强的还原能力，能把一些有机物的发色团硝基-NO2、亚硝基-NO还原为胺基-NH2。胺基有机物的生物降解性也明显高于硝基有机物。新生的二价铁离子还能把一些不饱和发色团(如羧基-COOH和偶氮-N=N-)的双键打开，破坏发色团而去除色度，还能把一些难降解的环状、长链有机物分解成可生物降解的小分子有机物，提高生物降解性。另外，二价、三价铁离子都是良好的絮凝剂，特别是新生的二价铁离子有较高的吸附-絮凝活性。 调节废水的pH值，可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体微粒及有机聚合物，进一步降低废水的色度，并去除部分有机污染物，使废水得到净化。
废水处理微电解自诞生以来就受到国内外环保研究者的关注，并进行了大量的研究！已有许多专利和实用技术成果。近年来，工业废水处理微电解发展迅速，已应用于印染、电镀、石油化工、制药、气洗、印刷电路板生产等工业废水处理工程及含砷、含氟废水，取得了良好的经济效益和环保效果。微电解工艺对废水脱色有很好的处理效果，以废治废，运行成本低，在我国将有很好的工业应用前景。
目前，国内外微电解设备均为固定床，其特点是结构简单，推流性好，但存在很多实际问题：一是效率低，反应速度慢；二是床层易板结，造成短路和死区；三是添加铁屑的劳动强度大。
铁碳微电解反应原理：
电化学氧化还原反应
铁屑对絮凝体的电附着和对反应的催化作用。它是电池反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层的过滤等综合作用的结果，主要作用是氧化还原和电附着。铁屑的主要成分是铁和碳，当它浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间有1.2V的电极电位差，会形成无数的微电池系统，在其作用空间形成电场。阳极反应生成大量Fe2+进入废水中，再被氧化为Fe3+，形成具有较高吸附和絮凝活性的絮凝剂。阴极反应生成大量新生态的[H]和[O]。在酸性条件下，这些活性成分能与废水中的许多成分发生氧化还原反应，使有机大分子断裂、降解，从而消除有机物特别是印染废水的色泽，提高废水的可生化性。 另外阴极反应消耗大量H+，生成大量OH-，也使废水的pH值升高。
当废水与铁碳接触时，会发生以下电化学反应：
阳极：Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4
阴极：2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V
当存在氧气时，阴极反应如下：
O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V
有实验在铁碳反应后加入H2O2，阳极反应生成的Fe2+可作为后续催化氧化处理的催化剂，即Fe2+与H2O2组成试剂氧化体系。阴极反应生成的新生态[H]可与废水中许多成分发生氧化还原反应，破坏染料中间体分子中的发色基团（如偶氮基团），使其脱色。通过铁碳曝气反应，大量氢离子被消耗，使废水pH值升高，为后续催化氧化处理创造了条件。
催化氧化原理
在废水中加入适量的H2O2溶液与废水中的Fe2+形成试剂，该试剂具有极强的氧化能力，特别适合于难降解有机废水的处理。该试剂之所以具有极强的氧化能力，是因为HO在Fe的催化下分解生成•OH（羟基自由基）。
提高生化性能及脱色机理
微电解对色度去除效果显著。这是因为电极反应中新生的二价铁离子有很强的还原能力，能把一些有机物的发色团硝基-NO2、亚硝基-NO还原为胺基-NH2。胺基有机物的生物降解性也明显高于硝基有机物。新生的二价铁离子还能把一些不饱和发色团(如羧基-COOH和偶氮-N=N-)的双键打开，破坏发色团而去除色度，还能把一些难降解的环状、长链有机物分解成可生物降解的小分子有机物，提高生物降解性。另外，二价、三价铁离子都是良好的絮凝剂，特别是新生的二价铁离子有较高的吸附-絮凝活性。 调节废水的pH值，可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体微粒及有机聚合物，进一步降低废水的色度，并去除部分有机污染物，使废水得到净化。
废水处理微电解自诞生以来就受到国内外环保研究者的关注，并进行了大量的研究！已有许多专利和实用技术成果。近年来，工业废水处理微电解发展迅速，已应用于印染、电镀、石油化工、制药、气洗、印刷电路板生产等工业废水处理工程及含砷、含氟废水，取得了良好的经济效益和环保效果。微电解工艺对废水脱色有很好的处理效果，以废治废，运行成本低，在我国将有很好的工业应用前景。
目前国内外微电解设备均为固定床，其特点是结构简单，推流性好，但存在很多实际问题：一是效率低，反应速度慢；二是床层易板结，造成短路和死区；三是添加铁屑的劳动强度大。
内电解法处理工业废水存在的问题
内电解法对不同结构、性质的染料作用机理不同，其脱色减污机理和最佳处理工艺还有待进一步研究。根据各类染料的特点，特别是在处理高浓度废水时，需要寻找与混凝、生化、曝气、氧化等方法协同作用的合适工艺，才能有效克服该方法去除率低的缺点。
为了解决酸性废水电化学腐蚀速率大，而中性和酸性废水对新生铁离子有较好的电极吸附和水解絮凝作用的矛盾，选择有效的催化剂和助剂，在较宽的pH范围内达到最佳的电化学腐蚀和絮凝吸附效果。特别是在酸性废水中，虽然脱色率高，但铁的溶解量大，产生的污泥量也大，应采取有效措施，尽量减少污泥量，降低污泥含水量，避免二次污染。
选择合适的铁屑活化方法、设计合理的滤床，解决铁屑易钝化、团聚，产生沟道的问题，提高处理效率。
问题与解决方案
铁床作为废水处理装置，无论在理论上还是在实践中都需要进一步完善，实际运行中经常出现填料钝化、硬化以及出水“返色”等现象，都是实际工程中必须妥善解决的问题。
1、关于填料钝化问题
铁床运行一段时间后，填料表面会形成一层钝化膜，废水中的悬浮颗粒也会部分沉积在填料表面，从而阻挡了填料与废水的有效接触，导致铁床处理效果下降。铁床的运行周期要通过实际操作来确定，一般为20天左右，浸泡活化时间可为2-3小时。
2. 关于包装压实问题
铁床填料的板结不仅造成铁床内部废水的流动状态恶化，从而降低处理效果，而且大大增加了填料更换的难度。
在铁床填料中添加适当的辅料，可以有效防止填料板结，也有利于气相、液相、固相的充分接触，提高处理效果，辅料可以为X50聚乙烯多面空心球。
采用流化床设备，也能解决铁质床层填料板结问题，但较高的投资费用、运行费用及运行管理要求，限制了该设备的应用。
铁碳电解柱运行一段时间后，铁屑容易结块，并产生沟流现象，大大影响处理效果。目前，吴全义等采用铁屑高频成孔技术，可以有效防止铁屑结块现象的发生，但该技术还需进一步研究和改进。采用铁碳流化床反应器预处理染料废水，克服了固定床铁碳反应器表面易钝化、填料易结块、运行效果随运行时间延长而逐渐下降等缺点。
通过对反应器内部结构进行适当的调整，可以很容易地将传统的固定床工艺改造为流化床工艺，不仅提高了预处理效果，而且大大方便了设施的操作和管理。
3.关于铁床水“返色”问题
有些染料废水经铁床脱色后，短时间内颜色逐渐加深。关于这种“返色”现象产生的原因，普遍接受的看法是铁床填料与废水发生了反应，破坏了染料分子的成色基团或显色缺陷基团，而染料分子只是转化成无色的小分子有机物，这些小分子有机物仍然存在于废水中。这些小分子有机物有一定的逆反应趋势。但笔者通过实验发现，对于某些类型的染料废水，中和沉淀pH值为8～8.5时，这种“返色”现象不仅表现在废水颜色逐渐加深，而且废水会逐渐变浑浊，静置较长时间后，会出现少量颜色较深的沉淀物，经分析，这就是Fe(OH)3沉淀。 这一现象很容易解释：Fe2+被氧化为Fe3+，它们的水解产物Fe(OH)2和Fe(OH)3的溶度积常数相差1021倍以上。
综合以上分析，笔者认为Fe2+去除不彻底会在一定程度上加剧这种“返色”现象。因此，解决铁床出水“返色”问题，除了在后续处理工艺中考虑彻底去除有色基质外，中和沉淀时应将pH值调节至9以上，使Fe2+完全沉淀或加入适当的氧化剂(如O2、H2O2和O3等)，使Fe2+迅速氧化为Fe3+，再以Fe(0H)3胶体形式沉淀出来。
4 铁碳法通常在酸性条件下进行
但在酸性条件下，铁屑大量溶解，加碱中和时会产生大量沉淀物，增加了脱水工序的负担，废渣的处理也成了难题。目前废渣一般送铁冶炼厂处理或混合制成建筑材料。