鐵碳微電解塔，又叫微電解反應塔、微電解反應器，是處理高濃度廢水的理想設備，利用填充在反應器內的鐵碳填料可以的提高廢水的可生化性，去除色度和重金屬。是目前應用較為廣泛的新型污水處理設備。

一、鐵碳微電解塔結構

電解反應器是由微電解反應器、配水系統、曝氣系統組成，也可根據用戶要求進行配置。

1.微電解反應器：可根據現場情況設計成圓形罐體、方形池體或帶式傳送式反應器。其體積可根據水處理量而定。

2.配水系統:配水系統部分由提升泵、流量計和管路等組成。

3. 曝氣系統:曝氣系統部分由風機、管路和閥門等組成，空氣壓力可根據微電解反應器和管路做調整，風量根據設計確認。

二、工作原理

鐵碳微電解塔就是利用金屬腐蝕原理法，形成原電池對廢水進行處理的良好工藝，又稱內電解法、鐵屑過濾法等。微電解技術是目前處理高濃度有機廢水的一種理想工藝，又稱內電解法。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產生1.2V電位差對廢水進行電解處理，以達到降解有機污染物的目的。

鐵屑對絮體的電附集和對反應的催化作用。電池反應產物的混凝，新生絮體的吸附和床層的過濾等作用的綜合效應的結果。其中主要作用是氧化還原和電附集，廢鐵屑的主要成分是鐵和碳，當將其浸入電解質溶液中時,由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差,因而會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場，陽極反應生成大量的Fe2+進入廢水,進而氧化成Fe3+,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。

陰極反應產生大量新生態的[H]和[O],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,使有機大分子發生斷鏈降解,從而消除了有機物尤其是印染廢水的色度,提高了廢水的可生化度,且陰極反應消耗了大量的H+生成了大量的OH-,這使得廢水的pH值也有所提高。

當廢水與鐵碳接觸后發生如下電化學反應：

陽極:Fe-2e—→Fe Eo(Fe/Fe)=0.4

陰極:2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V

當有氧存在時，陰極反應如下:

O2+4H++4e—→2H2O Eo(O2)=1.23V

O2+2H2O+4e—→4OH- Eo(O2/OH-)=0.41V

有試驗在鐵碳反應后加H2O2，陽極反應生成的Fe2+可作為后續催化氧化處理的催化劑,即Fe2+與H2O2構成Fenton試劑氧化體系。陰極反應生成的新生態[H]能與廢水中許多組分發生氧化還原反應,破壞染料中間體分子中的發色基團(如偶氮基團),使其脫色。通過鐵碳曝氣反應,消耗了大量的氫離子,使廢水的pH值升高,為后續催化氧化處理創造了條件。

向廢水中投加適量的H2O2溶液與廢水中的Fe2+組成試劑,它具有極強的氧化能力,特別適用于難降解有機廢水的治理。Fenton試劑之所以具有極強的氧化能力,是由于HO被Fe催化分解產生-OH(羥基自由基)。

三、應用范圍

鐵碳微電解塔對色度去除有明顯的效果。這是由于電極反應產生的新生態二價鐵離子具有較強的還原能力,可使某些有機物的發色基團硝基—NO2、亞硝基—NO還原成胺基—NH2,另胺基類有機物的可生化性也明顯高于硝基類有機物;新生態的二價鐵離子也可使某些不飽和發色基團(如羧基—COOH、偶氮基-N=N-)的雙鍵打開,使發色基團破壞而除去色度,使部分難降解環狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性。

此外,二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑,特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調節廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀,吸附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分子,可進一步降低廢水的色度,同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化。

最近幾年，鐵碳微電解塔處理工業廢水發展十分迅速，現已用于印染、電鍍、石油化工、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產等工業廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了良好的經濟效益和環保效果。微電解工藝對廢水的脫色有良好處理的效果，且以廢治廢，運行費用低，因此在我國將具有良好的工業應用前景。

四、鐵碳微電解塔工藝特點

1、 鐵碳微電解塔解決了微電解污水處理工藝填料板結、鈍化、活化，更換的難題，并具有持續高活性鐵床優點。同比傳統鐵碳填料，損耗量降低了60%以上，同時處理產生的污泥量減少了50%以上。該技術各單元可作為單處理方法使用，又可作為生物處理的前處理工藝，利于污泥的沉降和生物掛膜。

2、微電解反應器內電解陰陽極及催化劑通過高溫形成架構式合金結構，不會像鐵碳混合組配那樣容易出現陰陽極分離，影響原電池反應。規整的微電解填料使用壽命長、操作維護方便，處理過程中只消耗少量的微電解填料。微電解根據消耗體積，只需定期添加即可，無需更換。

3、微電解反應器采用微孔活化技術，比表面積大，同時配加催化劑，對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的微電解反應效果，反應速率快，一般工業廢水只需要30-60分鐘，長期運行穩定有效。

4、微電解反應器由于微電解和催化劑的雙重作用，同比傳統鐵碳填料對針對有機物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理，廢水中的COD去解率提高10-20%。廢水中COD去除率一般在35-60%左右，色度可去掉60-90%。 同時B/C值可提高0.1-0.3，提高了廢水的可生化性。

5、微電解反應器電解處理方法可以達到化學沉淀除磷的效果，還可以通過還原除重金屬。廢水經微電解處理后會在水中形成原生態的亞鐵或鐵離子，具有比普通混凝劑更好的混凝作用，無需再加鐵鹽等混凝劑，COD去除率高，并且不會對水造成二次污染。

6、Fe2+催化作用，在微電解后投加H2O2，即芬頓氧化工藝，對一些難降解化工廢水CODcr的去解率可達70-75%。對含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難除降解有機物質等都有很好的降解效果。

7.對已建成未達標的高濃度有機廢水處理工程，用該技術作為已建工程廢水的預處理，即可確保廢水處理后穩定達標排放。也可將生產廢水中濃度較高的部分廢水單引出進行微電解處理。

8、技術。微電解反應器解決了傳統微電解污水處理工藝填料板結、鈍化及需活化、更換等難題和弊端，并具有持續高活性鐵床優點。微電解反應器損耗量可降低60%以上。

9、反應速度快。微電解反應器采用微孔活化技術，比表面積大，同時配加催化劑，對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的微電解反應效果，反應速率快，一般工業廢水只需要30-60分鐘，長期運行穩定有效。

10、解決除磷、重金屬的難題。微電解處理方法可以達到化學沉淀除磷的效果，還可以通過還原除重金屬。對含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難除降解有機物質等都有很好的降解效果。

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