鐵碳微電解工藝,又稱為內電解法、零價鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法,是近30年來被泛應用于染料、印染、重金屬、農藥廢水處理的一種新興的電化學方法，鐵碳微電解具有使用范圍廣、工藝簡單、處理效果好等特點，尤其對于高鹽度，高COD以及色度較高的工業廢水的處理較其他工藝具有更加明顯的優勢。難生物降解的廢水經鐵碳微電解工藝處理后B/C比大大提高，有利于后續生物處理效果的提高。國內一般將該工藝用于廢水的預處理，或者于其他工藝聯合以達到去除污染物的目的。本文綜述了鐵碳微電解法的機理，以及在廢水處理中的應用，并對于該工藝存在的問題以及以后的研究方向作了初步的探討。
1 鐵碳微電解的作用機理
鐵碳微電解工藝的電解材料一般采用鑄鐵屑和活性炭或者焦炭，當材料浸沒在廢水中時，發生內部和外部兩方面的電解反應。一方面鑄鐵中含有微量的碳化鐵，碳化鐵和純鐵存在明顯的氧化還原電勢差，這樣在鑄鐵屑內部就形成了許多細微的原電池，純鐵作為原電池的陽極，碳化鐵作為原電池的陰極；此外，鑄鐵屑和其周圍的炭粉又形成了較大的原電池，因此在利用微電解進行廢水處理的過程實際上是內部和外部雙重電解的過程，或者稱之為存在微觀和宏觀的原電池反應
電極反應生成的產物（如新生態的H+）具有很高的活性，能夠跟廢水中多種組分發生氧化還原反應，包括許多難生物降解和有毒的物質都能夠被有效的降解；同時，金屬鐵能夠和廢水中金屬活動順序排在鐵之后的重金屬離子（3）發生置換反應;其次，經鐵碳微電解處理后的廢水中含有大量的Fe2+，將廢水調制中性經曝氣之后則生成絮凝性極強的Fe（OH）3，能夠有效的吸附廢水中的懸浮物及重金屬離子如Cr3+ （4~5），其吸附性能遠遠高于一般的Fe（OH）3絮凝劑（6）。鐵碳微電解就是通過以上的各種作用達到去除水中污染物質的目的。
2鐵碳微電解技術在廢水處理中的應用進展
2.1 在印染廢水處理中的應用
鐵碳微電解技術作為一種新的廢水處理手段最初就是應用于印染廢水的處理，并取得良好的效果。印染廢水中的有機污染物主要來源于染料及染整添加劑，近年來由于印染技術的不斷進步和有機合成染料新產品的不斷出現（7），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（8）。因此，鐵碳微電解用于印染廢水的處理體現出了其他工藝不可比擬的優勢。
梁耀開（7）等人分別對色度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行處理，研究發現，當鐵碳體積比為1：1，pH為3.0左右，反應時間20～30 min時，對色度的去除率能夠達到95%以上，同時COD的去除率能也能夠達到60~70%。
羅旌生（9），李川(10)等人分別用鐵碳微電解法對印染廢水進行處理，結果表明pH為1，接觸時間20～30 min，色度的出去率都能達到90%以上，COD去除率也能達到60%左右。
對于COD很高或者出水要求較高的印染，單純的用鐵碳微電解工藝處理并不能達到出水要求，常使之與其他的生物處理工藝相結合，作為生物處理的預處理。吳小寧(11)等人對原水COD為11000mg/L, pH為6，色度為8000倍的印染廢水采用鐵碳微電解法進行預處理，當鐵粉粒徑為18目，焦炭粒徑為2～4mm，鐵粉和焦炭比為1：1，水里停留時間為60～90min時，脫色率達到了90%以上，BOD/ COD 值從原來的0. 23 提高到0. 59，大大提高了后續生物處理的COD去除率。
2.2在造紙廢水處理中的應用
造紙廢水主要來源于制漿過程中的蒸煮、清洗、篩分、漂白。廢水中含有大量的木質素等難以生物降解的物質，許多的造紙企業在經過一級物化、二級生化處理后出水的CODCr、色度等各項排放指標都不能達到國家造紙工業水污染物排放一級標準。
任擁政等（1），針對用白腐菌-厭氧-好氧生物法處理造紙黑液的出水色度過高，而COD也不能達標的現象，利用鐵碳微電解反應柱對出水進行脫色與去除COD的研究，發現在常溫下，鐵炭質量比2:1，初始pH值4.5~5.5 之間，反應時間為30~40min，最終色度與COD 的去除率分別達到94.2%與68.9%，出水達到了行業排放標準。
喬瑞平等人（12）采用強化的鐵碳微電解對制漿造紙二級出水進行深度處理，在鐵碳微電解反應體系中加入適量的H2O2，使電解產生的Fe2+與H2O2形成Fenton試劑，與鐵碳微電解協同作用，強化微電解反應后用Ca(OH)2調節出水的pH值至中性，并與電解液中的Fe2+和Fe3+生成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮體，進一步網捕水中的CODCr并去除了水中的Fe2+和Fe3以及SO42+等離子，使溶液的色度進一步得到改善。研究結果表明，當溶液初始pH 值為3.0 、活性炭投加量8.0g/L 、鑄鐵屑40.0g/L 、H2O2 7.17mmol/L 以及反應時間60min, 用Ca(OH)2的投入量為8.0g/ L時，總CODCr和色度去除率分別達到75%和95%，達到了國家造紙工業水污染物排放一級標準（GB3544—2001）。
2.3在焦化廢水處理中的應用
目前我國對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SCN—以及難以生物降解的有機物等，對微生物均有抑制作用。因此，有人利用微電解技術對A2/O進水或者出水分別進行預處理和深度處理，最后使出水達到了國家一級排放標準。陳芳艷（13）利用鐵碳微電解和Fenton試劑聯合氧化法對焦化廢水進行預處理的試驗研究，通過單因素實驗法確定了最佳工藝條件，在鐵碳比為4，用量分別為300mg/L和75mg/L，H2O2的用量為1000mg/L，pH值為3，反應時間為20min時,COD、NH3-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，大大降低了后續生物處理的有機負荷并提高了生物處理的效率。
2.4在炸藥廢水中的應用廢水處理中的應用
炸藥廢水中含有第恩梯(TNT)、黑索今（RDX）等劇毒物質，污染物量雖不多，但是會對環境造成嚴重的危害。國內外尚未有有成熟的工藝對此進行處理，普通的吸附（14）、焚燒、生物降解和水解法（15）處理效果較差，很難達標排放。張曉慧（16）等對西北某軍工廠炸藥廢水用鐵碳微電解進行處理實驗，進水水質情況見表1。
表1 進水水質
Table1. Water quality of influent.jpg)
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