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。探究如何与现有主流城市污水处理工艺相结合，有助于进一步拓展铁碳微电解除磷的应用。

铁碳基质人工湿地。铁碳微电解填料内部丰富的氧化还原微环境、提高废水可生化性改善脱氮效果、电解反应产物Fe²⁺和Fe³⁺的絮凝沉淀除磷作用等优势可有效克服传统人工湿地存在的一些技术缺陷。将铁碳微电解基质与普通人工湿地基质有机结合，实现了铁碳微电解技术与人工湿地技术的耦合，展现出良好的应用前景。另外低维护、低运行费用的特点可有效降低运维成本，适合农村粗放的管理。

填料性能改进及运行工艺优化。传统的铁碳微电解技术存在许多缺陷，目前对该技术的研究和发展主要集中在填料性能的改进和运行工艺的优化。通过改性、添加外加剂等方式获得的新型铁碳填料被开发出来，应用于工业废水处理，展现出出色的处理能力。将传统的固定床运行改为流化床、内循环填料床。

铁碳微电解水处理技术非常符合当下对环境友好可持续水处理技术的需求。随着对铁碳填料的改进、运行工艺的优化等研究的持续深入，铁碳微电解技术正逐渐形成完善的技术理论体系、工艺规范标准，该技术的工程化应用也必将越来越广泛，从而在水污染控制、水环境修复领域发挥重要作用。

文章来源：https://doi.org/10.12677/WPT.2020.84015