6.7 铁碳微电解
（6）微电解材料选择及组合方式
阳极材料：铸铁屑、小碎铁块、铸铝屑、铝合金。 阴极材料：焦炭、活性炭、石墨、煤粉。 加入催化剂CuO、Mn02、A12O3等能改迚阴极的电极性能， 提高电化学活性。氯化钠、氯化氨的存在提高废水的电导率 有助于微电解反应的迚行。

6.7 铁碳微电解
6.7 铁碳微电解
6.7 铁碳微电解
酸性溶液中； 当铁和炭有 外在导体连 接时。
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一、铁碳微电解原理 1、原电池反应 阳极(Fe)： 碳作为阴极，发生如下反应 阴极(C) ： 在酸性和充氧条件下:
在中性或碱性和充氧条件下：
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2、氧化还原反应 ① 单质铁的还原性：金属活动顺序表中排在元素铁后面的金 属离子可能被铁置换出来并沉积在铁表面； ②Fe2+的还原性：阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较 强的还原能力，一些氧化性较强的离子或者化合物能被Fe2+ 还原成毒性相对较小的还原态，例如，Cr6+在酸性条件下能 被Fe2+还原Cr3+。 ③新生态氢的还原性：电极反应中得到的新生态氢具有较大 的活性，能与废水中的许多组分发生还原作用。 ④中间反应产物O2-、H2O2，的氧化性：铁-碳原电池中， 阴极发生的一系列中间反应产物，如O2-、H2O2具有极强的 氧化性。
6.7 铁碳微电解
一、铁碳微电解原理 二、铁碳微电解应用 三、运行维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与管理 四、微电解法的収展
6.7 铁碳微电解
微电解法（内电解法）又称腐蚀电池法，铁屑过滤 法。一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭构成微小的原 电池，以充入的污水为电解质，以电化学反应为主， 还可通过铁屑对絮体的电附集，混凝，吸附，过滤等 综合作用来处理废水。 微电解（内电解）与电解（外电解）的区别：微 电解工艺过程中不需要外接电源。
二、铁碳微电解应用
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三、运行维护与管理
迚水pH值 固液比
停留时间
微电解处理效果 的影响因素
曝气
铁炭比和铁屑碳粒粒径
微电解材料选择及组合方式
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（1）迚水pH值

低pH值时，产生大量的H+，加快反应，但也不pH值过 低，因pH值降低改变产物的存在形式，破坏生成的絮体，产 生有色的Fe2+使处理效果变差。 pH值过低消耗铁量大，产 生铁泥多。一般控制pH值偏酸性条件，具体根据实际废水性 质而改变，建议pH值范围3-6.5。
铁屑与活性炭的粒径越小，表面积越大，微电解反应速 度越快。但粒度越小，单位时间处理水量小，且易产生堵塞， 采用小的填料粒径也会导致填料板结问题。铁屑与活性炭的 粒径一般为1-2mm。

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（4）固液比
铁碳加入的量越多废水处理效果会越好。但铸铁屑量多， 装置反应能力不能充分利用，曝露的铁屑容易腐蚀结块。固 液比降低处理效率，对后续的处理工艺造成负担。 （5）曝气 氧气在酸性废水中収生电极反应，提高电极电位差, 加速 铁的溶解和新生态氢、氧、Fe2+、Fe3+的产生。曝气增加 对铁屑的搅动，减少结块，及时去除钝化膜，还可增加出水 的絮凝效果。但曝气量过大影响废水与铁屑的接触时间，使 有机物去除率降低。
放；
（2）对生物难降解的物质，利用催化内电解法迚行预处
理，含有苯环、双键、强氧化基团、偶氮键的物质在阴极被 还原。提高废水的可生化性，为后续处理做准备。
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装置定型化 操作简单
以废治废处 理成本低 处理效果好
适用范围
广，可与 其它方法 联合使用
铁碳微电解特点
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6、物理吸附 铁屑因其丰富的比表面积以及多孔的特征，能吸附多种金属离 子。同时投加的活性炭对金属有吸附作用。
7、提供浮选动力
产生的微气泡吸附悬浮性物质，并将污染物带到水体表 面，加以去除。
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内电解法处理废水主要有两种目的： （1）利用内电解法直接降解废水中的物质，使废水达标排
四、微电解法的収展
1、动态铁碳微电解装置
填料板结：
废铁屑的活性太强，若废铁屑之间没有东西把他们间 隔开来，就会相互粘接在一起，形成一个铁疙瘩，就会 形成板结。 用动态铁碳床代替固定床。搅拌式铁碳床、滚铜式铁 碳床内的填料不断翻转和碰撞，填料表面不断活化，克 服了固定床铁炭过滤器铁表面易钝化与运行效果随着运 行时间的延长而逐步降低的不足。但当处理水量大时对 电能的消耗较大，同时由于没有曝气装置，无法适应曝 气微电解工艺的需要。
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（2）停留时间

处理效果随停留时间延长而提高，停留时间过长消耗大 量铁、造成返色。不同废水因污染物不同，反应时间也不同。 针对特定的废水，水力停留时间可从30min到数小时，具体 应通过试验确定。
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（3）铁碳比和铁屑碳粒粒径

含碳量增多会增加原电池的数目，有助于废水的处理， 但含碳量过多，反而抑制了原电池的电极反应，更多的表现 为碳的吸附作用。铁碳装填比通常为(2-l):1
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3、铁的混凝作用

铁内电解法在处理废水过程中会产生大量的 Fe2+和 Fe3+，由Fe3+水解生的氢氧化铁胶体表面带正电荷，是很好 的混凝剂，能与废水中带相反电荷的一些物质或者电解质収 生沉聚作用。在中性或者碱性条件下，生成氢氧化铁及氢氧 化亚铁能有效的吸附废水中的大分子物质。 在反应的产物中Fe2+和Fe3+也会和一些无机物収生反应生 成沉淀物而使之去除。

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一、铁碳微电解原理
酸性条件下
内电解：
两种具有不同电极 电位的金属或（金属和 非金属）相互接触或极 为接近时，当浸没在导 电介质中时，便形成原 电池。
电子
A--Fe（铁）
B--C(炭)
C--废水
铁炭原电池原理图
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原电池原理图
酸性溶液中； 当铁和炭没 有外在导体 连接时。
4、铁离子的共沉淀作用

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5、电化学附集作用
当铁与碳或其他杂质之间形成一个个小的原电池时，将在其 周围产生许多微电场，废水中稳定的胶体粒子、极性分子和细小 分散的污染物受微电场的作用后便会収生电泳，向相反电荷的电 极移动，并且聚积在电极上，形成大颗粒而被附集，使废水COD 值降低。