，由于Fe和C之間存在1.2V的電電位差
，因而會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)
。陽(yáng)反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物還原
，也可使某些不飽和基團(tuán)（如羧基—COOH
、偶氮基-N＝N-）的雙鍵打開，使部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性
。此外
，二價(jià)和三價(jià)鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價(jià)鐵離子具有高的吸附-絮凝活性
，調(diào)節(jié)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(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子，可進(jìn)一步降低廢水的色度
，同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化
。陰反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)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(fā)生氧化還原反應(yīng)
，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機(jī)廢水的色度
，提高了廢水的可生化性
。
鐵炭原電池反應(yīng)：
陽(yáng)：Fe - 2e → Fe
2+ E（Fe/Fe
2+） = 0.44V
陰：2H+ + 2e → H
2 E（H+/H
2） = 0.00V
當(dāng)有氧存在時(shí)，陰反應(yīng)如下：
O
2 + 4H+ + 4e → 2H
2O E（O
2） = 1.23V
O
2 + 2H
2O + 4e → 4OH- E （O
2/OH-） = 0.41V
1.2
、一般微電解反應(yīng)為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開而形成原電池反應(yīng)
。這種鐵炭接觸不利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較低
，因此廢水中有機(jī)物的去除效率一般也較低
。同時(shí)當(dāng)鐵炭一旦分層將不利于有機(jī)物的去除
。
1.3、鐵炭包容式微電解反應(yīng)為：鐵原子與炭原子是相互包容組成架構(gòu)而形成的原電池反應(yīng)
。這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問(wèn)題
，因此有利于電子的轉(zhuǎn)移，電荷效率較高
，廢水中有機(jī)物的去除效率也較高
。
2、 鐵炭微電解技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展
2.1
、在印染廢水處理中的應(yīng)用
鐵炭微電解技術(shù)作為一種新的廢水處理手段初就是應(yīng)用于印染廢水的處理
，并取得良好的效果。印染廢水中的有機(jī)污染物主要來(lái)源于染料及染整添加劑
，近年來(lái)由于印染技術(shù)的不斷進(jìn)步和有機(jī)合成染料新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)
，使得印染廢水具有pH低，色澤深
，毒性大
，生物可降解性差等特點(diǎn)。因此
，鐵炭微電解用于印染廢水的處理體現(xiàn)出了其他工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)
。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分別對(duì)色度300倍，COD為602mg/L
，pH為9.76和色度700倍
，COD為1223mg/L，pH為5.76 的兩種不同的印染廢水進(jìn)行處理
，研究發(fā)現(xiàn)
，當(dāng)鐵炭體積比為1：1，pH為3.0左右
，反應(yīng)時(shí)間20～30 min時(shí)
，對(duì)色度的去除率能夠達(dá)到95%以上，同時(shí)COD的去除率能也能夠達(dá)到60~70%
。
用鐵炭微電解法對(duì)印染廢水進(jìn)行處理
，結(jié)果表明pH為3，接觸時(shí)間20～30 min
，色度的去除率都能達(dá)到90%以上
，COD去除率也能達(dá)到60%左右。
對(duì)于COD很高或者出水要求較高的印染
，單純的用鐵炭微電解工藝處理并不能達(dá)到出水要求
，常使之與其他的高級(jí)氧化處理工藝相結(jié)合，作為生物處理的預(yù)處理。對(duì)原水COD為11000mg/L
，pH為6
，色度為8000倍的印染廢水采用鐵炭微電解法進(jìn)行預(yù)處理，當(dāng)鐵粉粒徑為18目
，焦炭粒徑為2～4mm
，鐵粉和焦炭比為1：1，水里停留時(shí)間為60～90min時(shí)
，脫色率達(dá)到了90%以上
，BOD/ COD 值從原來(lái)的0.23 提高到0. 59，大大提高了后續(xù)生物處理的COD去除率
。
2.2
、在造紙廢水處理中的應(yīng)用
造紙廢水主要來(lái)源于制漿過(guò)程中的蒸煮、清洗
、篩分
、漂白。廢水中含有大量的木質(zhì)素等難以生物降解的物質(zhì)
，許多的造紙企業(yè)在經(jīng)過(guò)一級(jí)物化
、二級(jí)生化處理后出水的CODCr、色度等各項(xiàng)排放指標(biāo)都不能達(dá)到國(guó)家造紙工業(yè)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
。
針對(duì)用白腐菌-厭氧-好氧生物法處理造紙黑液的出水色度過(guò)高
，而COD也不能達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，利用鐵炭微電解反應(yīng)柱對(duì)出水進(jìn)行脫色與去除COD的研究
，發(fā)現(xiàn)在常溫下，鐵炭質(zhì)量比2:1
，初始pH值4.5~5.5 之間
，反應(yīng)時(shí)間為30~40min，終色度與COD 的去除率分別達(dá)到94.2%與68.9%
，出水達(dá)到了行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)
。
采用強(qiáng)化的鐵炭微電解對(duì)制漿造紙二級(jí)出水進(jìn)行深度處理，在鐵炭微電解反應(yīng)體系中加入適量的H2O2
，使電解產(chǎn)生的Fe2+與H2O2形成Fenton試劑
，與鐵炭微電解協(xié)同作用，強(qiáng)化微電解反應(yīng)后用Ca（OH）
2調(diào)節(jié)出水的pH值至中性
，并與電解液中的Fe
2+和Fe
3+生成Fe（OH）
2和Fe（OH）
3絮體
，進(jìn)一步網(wǎng)捕水中的CODCr并去除了水中的Fe
2+和Fe
3以及SO
42+等離子，使溶液的色度進(jìn)一步得到改善
。研究結(jié)果表明
，當(dāng)溶液初始pH 值為3.0 、活性炭投加量8.0g/L、鑄鐵屑40.0g/L
、H2O2 7.17mmol/L 以及反應(yīng)時(shí)間60min
，用Ca（OH）
2的投入量為8.0g/L時(shí)，總CODCr和色度去除率分別達(dá)到75%和95%
，達(dá)到了國(guó)家造紙工業(yè)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB3544—2001）
。
2.3、在焦化廢水處理中的應(yīng)用
目前我國(guó)對(duì)焦化廢水主要的處理工藝主要是A/O和A-A/O工藝
，但是由于出水中含有高濃度的氨氮
、高毒性的CN和以及難以生物降解的有機(jī)物等，對(duì)微生物均有抑制作用
。因此
，有人利用微電解技術(shù)對(duì)A
2/O進(jìn)水或者出水分別進(jìn)行預(yù)處理和深度處理，后使出水達(dá)到了國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)
。利用鐵炭微電解和Fenton試劑聯(lián)合氧化法對(duì)焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理的試驗(yàn)研究
，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)法確定了好工藝條件，在鐵炭比為4
，用量分別為300mg/L和75mg/L
，H2O2的用量為1000mg/L，pH值為3
，反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí)
，COD、NH
3-N和CN-的去除率分別為61.2%
、74%
、56.2%和74.3%。B/C比由0.189提高到0.387
，大大降低了后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷并提高了生物處理的效率
。
2.4、在制藥廢水處理中的應(yīng)用
目前
，制藥廢水處理面臨的主要問(wèn)題是污染物種類多
、濃度高且成分復(fù)雜，沖擊負(fù)荷大
，部分廢水中抗生素的存在抑制生化處理時(shí)微生物的生長(zhǎng)
，可生化性差，色度高等特點(diǎn)
。
工程實(shí)踐表明
，鐵炭微電解法對(duì)各種成分的制藥廢水COD、色度都具有較好的去除效果
，同時(shí)B/C有所提高
。
since 2004
