微電解作為一種低污染、低本錢的高級(jí)氧化技術(shù)遭到普遍研討和應(yīng)用，其原理是廢水作為電解質(zhì)，鐵和炭為電極來發(fā)作氧化復(fù)原反響的，從而降解廢水中的污染物。其最早的雛形來源于RobertW.Gillham在公開水處置中提出的零價(jià)鐵理論，在美國和北歐公開水微污染修復(fù)中被普遍研討并應(yīng)用。我國于上世紀(jì)80年代引進(jìn)該技術(shù)并將研討范疇從公開水修復(fù)擴(kuò)展到工業(yè)廢水處理研討中，特別是難直接生物降解有機(jī)廢水。

　　1、微電解技術(shù)機(jī)理

　　目前微電解去除廢水中污染物的理論主流觀念以為有原電池理論、氧化復(fù)原理論、吸附絮凝理論和微電場理論。

　　1.1 原電池理論

　　微電解過程中主要運(yùn)用的鑄鐵(鐵碳合金)能在廢水中構(gòu)成微電池(微觀電池)，當(dāng)體系中額外投加炭等宏觀陰極資料，則又構(gòu)成宏觀電池。反響過程中呈現(xiàn)各種腐蝕現(xiàn)象，也構(gòu)成了腐蝕電池。微電解電極反響陰極反響主要分為酸性(無氧)、酸性(有氧)和中性堿性這三種狀況，詳情見反響方程式1-1、1-2、1-3、1-4：

　　在酸性(有氧)條件產(chǎn)生的電極電位差比酸性(無氧)條件產(chǎn)生的電極電位差高1.22V，曝氣能夠增加原電池氧化才能;陽極Fe不時(shí)生成的Fe2+離子防止了陽極鈍化，而且Fe2+離子具有一定氧化性，促進(jìn)了電化學(xué)腐蝕，進(jìn)步了處置效果。

　　1.2 氧化復(fù)原理論

　　由方程式1-1、1-3可知，酸性條件下產(chǎn)生Fe2+離子和原子H以及陽極Fe0能改動(dòng)廢水中某些污染物的性質(zhì)來進(jìn)步廢水可生化性，例如硝基苯類和偶氮有機(jī)物被復(fù)原產(chǎn)生胺基。Fe0是生動(dòng)金屬，能夠有效復(fù)原含Cu2+、Pb2+等屬廢水，Fe2+離子能降低含Cr2O72-廢水的毒性，Fe0還能夠復(fù)原硝酸鹽。

　　1.3 氧化復(fù)原理論

　　吸附絮凝理論能夠分為兩種狀況：電極運(yùn)用的資料具有一定的吸附物質(zhì)才能和反響過程消費(fèi)一些具有吸附才能的化學(xué)物質(zhì)。陽極運(yùn)用的資料普通為鑄鐵屑，具有多孔構(gòu)造和比擬大的比擬面積，其外表活性較強(qiáng)能吸附一些污染物質(zhì)。當(dāng)額外投加活性炭作為陰極資料時(shí)，活性炭也會(huì)吸附廢水中的污染物質(zhì)。

　　為陰極資料時(shí)，活性炭也會(huì)吸附廢水中的污染物質(zhì)。陽極Fe在工作過程中產(chǎn)生Fe2+，Fe2+在曝氣條件下能夠生成Fe3+，將廢水溶液pH調(diào)至堿性能夠產(chǎn)生具有高效絮凝才能的Fe(OH)2、Fe(OH)3，反響方程式見2-1、2-2：

　　廢水中的膠體因電荷異性相吸而沉淀，其他的懸浮物和不溶物質(zhì)經(jīng)過吸附絮凝產(chǎn)生沉淀。

　　1.4 微電場理論

　　因微電解中Fe級(jí)(正極)和C級(jí)(負(fù)極)在工作過程中存在一定電位差，從而產(chǎn)生的電場。廢水中不溶性顆粒和極性物質(zhì)在電場作用下富集在電極左近，構(gòu)成大顆粒后沉淀，具有去除局部污染物的效果。

　　2、影響要素

　　關(guān)于微電解的影響要素的研討目前主要關(guān)注廢水pH值、反響時(shí)間、鐵屑品種及粒徑、鐵碳比、曝氣量等。

　　2.1 pH

　　由反響方程式1-1和1-4可知廢水初始反響pH關(guān)于微電解具有顯著的影響，酸性條件下產(chǎn)生的電極電位差比中性或堿性產(chǎn)生的高。固然酸性越強(qiáng)反響越快，但是生成的Fe2+過多會(huì)招致產(chǎn)生的污泥量增加，以及廢水溶液pH調(diào)整回中性時(shí)產(chǎn)生額外的堿耗費(fèi)，普通大多中試實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)應(yīng)用選擇pH為3~7左右。

　　李雄偉等應(yīng)用微電解處置鉆井廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)：pH<4時(shí)，隨溶液pH值升高COD的去除率逐漸升高。pH=1時(shí)COD去除率最低，pH>4時(shí)COD去除率變化幅度不大；顏兵等研討雙甘膦廢水降解研討中應(yīng)用微電解技術(shù)，調(diào)查pH值對(duì)COD去除率影響，pH=3時(shí)COD去除率高達(dá)72%，其他狀況下COD去除率都有所降低。

　　2.2 反響時(shí)間

　　反響時(shí)間是影響微電解效果的一個(gè)重要要素，不同的廢水具有不同的最佳反響時(shí)間，而且溶液初始pH值也影響反響時(shí)間。

　　張金良在研討微電解處置某精密化工廢水，該廢廢水特性水質(zhì)水量動(dòng)搖大?？刂茝U水pH=3、氣水比≈400的條件下，反響時(shí)間達(dá)4h時(shí)COD去除率達(dá)最高為53%，爾后延長時(shí)間COD去除率沒有提升。代秀蘭研討微電解技術(shù)處置含鉻電鍍廢水，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)Cr6+的去除率不受時(shí)間影響；而Ni2+的去除率受時(shí)間影響，從20min到80minNi2+的去除率上升幅度比擬大，80min后上升幅度減緩，到120min時(shí)到達(dá)100%。

　　2.3 鐵屑品種和粒徑

　　鐵屑的品種決議了鐵屑中碳含量，鐵屑的粒徑影響鐵屑在反響過程中與廢水的接觸面積。鑄鐵屑比鐵刨花和鋼鐵屑處置效果好，但資料本錢高，而鐵刨花和鋼鐵屑易得且屬于廢物再應(yīng)用。相同一種鐵屑活化后效果由于沒有活化的;鐵屑的粒徑理論上是越細(xì)越好，由于越細(xì)鐵屑的比外表積越大，反響效果越好，但粒徑太細(xì)不容易控制招致鐵屑隨水流出或直接在反響器內(nèi)板結(jié)，普通選擇在60~80目之間。

　　馬業(yè)英等在研討鐵屑、鑄鐵屑及磁性鑄鐵屑這三種鐵屑處置含鉻廢水，磁性鑄鐵屑效果最佳。陳程度研討鐵屑微電解技術(shù)處置船舶含油廢水時(shí)，鐵屑粒度(目)分為20~40、40~50、60~80、>90，柴油基廢水油份去除率分別為65.1%、73.1%、92.1%、93.2%，渣油基廢水油份去除率分別為57.2%、66.3%、90.1%、92.3%。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看粒度越大，油份去除率越高，但粒度在60~80和>90油份去除率相差缺乏3%，思索處置效率，粒度在60~80目之間即能夠獲得良好的效果。

　　2.4 鐵碳比

　　參加的碳與鐵屑能夠構(gòu)成宏觀電池，加快了鐵屑的腐蝕速率且能夠堅(jiān)持填料層一定的空隙率。碳的選型關(guān)于微電解處置效果也具有一定影響，鐵碳比(體積比)由實(shí)驗(yàn)肯定，普通為1︰1~2︰1。

　　張榮全研討微電解技術(shù)處置霜脲氰廢水時(shí)調(diào)查了不同鐵碳比COD和CN-的去除率，詳細(xì)鐵碳比為1︰10、1︰5、1︰3、1︰1、3︰1、5︰1、10︰1，COD和CN-的去除率都在鐵碳比為3︰1時(shí)到達(dá)最高。孫瑩瑩等研討微電解技術(shù)處置聚氯乙烯(PVC)離心母液，調(diào)查鐵碳比對(duì)COD和聚乙烯醇(PVA)去除率的影響，詳細(xì)鐵碳比為1︰3、1︰2、1︰1.5、1︰1、1.5︰1、2︰1、3︰1，鐵碳比=3︰1時(shí)COD去除率最高，鐵碳比=1︰3、1︰1.5、2︰1時(shí)PVA去除率最高。

　　2.5 曝氣量

　　由化學(xué)反響方程式1-2、1-4可知有O2參與，微電解電位差很大，關(guān)于處置效果有很大影響。曝氣能夠增加鐵屑與彈力的接觸水平，防止呈現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。

　　于璐璐等研討微電解處置含氰廢水時(shí)，調(diào)查了曝氣對(duì)COD的去除效果和Fe2+溶出量。曝氣量從0到300L/h，當(dāng)曝氣量=150L/h時(shí)Fe2+溶出濃度為最高到達(dá)3g/L，此時(shí)COD的去除率最高為61.6%。爾后曝氣量增加，效果變差，曝氣產(chǎn)生的氣泡阻止了填料與污染物質(zhì)的接觸反響。楊玉峰應(yīng)用微電解技術(shù)處置制藥廢水，控制其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)比照曝氣與不曝氣去除COD的效果，曝氣狀況下COD去除率比不曝氣狀況下COD去除率高13.6%，實(shí)驗(yàn)闡明曝氣對(duì)微電解具有一定影響。

　　3、技術(shù)優(yōu)缺陷

　　微電解研討和應(yīng)用至今表現(xiàn)出一些高級(jí)氧化技術(shù)無法比較的優(yōu)點(diǎn)，例如：資料易取得且契合廢物再應(yīng)用、設(shè)備造價(jià)本錢低、應(yīng)用普遍且操作簡單等;但也表現(xiàn)出一些需求改良的現(xiàn)象，例如：長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)容易呈現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象、物化污泥量大等。

　　4、工業(yè)應(yīng)用

　　4.1 電鍍廢水

　　鄧小紅等在某電鍍廠改造過程中以微電解技術(shù)作為主體處置單元，控制進(jìn)水pH=3~4，鑄鐵屑、活性炭、鵝卵石比例為3︰2︰1。調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后Cr6+、Ni2+、COD和PO43-(以P計(jì))的均勻去除率分別為99.5%、95.8%、44.6%和99.2%。孫萍等應(yīng)用鐵炭微電解處置電鍍混合廢水，控制進(jìn)水pH=2~3、曝氣量0.25~0.35m3/min、鑄鐵與炭質(zhì)量比為1:1和反響時(shí)間為25~30min，出水Cr6+、總銅、總鎳和總氰去除率分別為85%、98.8%、99.6%和99.7%。

　　4.2 印染廢水

　　董歲明等采用微電解處置染料廢水，同時(shí)討論了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種形式的廢水pH、鐵碳投加量、反響時(shí)間對(duì)處置效果的影響，靜態(tài)形式中研討發(fā)現(xiàn)pH=4，鐵碳質(zhì)量濃度為450g/L，反響時(shí)間90min，COD和色度去除率分別為77%和79%；動(dòng)態(tài)形式研討發(fā)現(xiàn)，反響時(shí)間100min，鐵碳質(zhì)量濃度為700g/L，COD和色度去除率分別為89%和98.7%。Han等自制一種新型的內(nèi)循環(huán)微電解反響器,他們經(jīng)過比照傳統(tǒng)固定床微電解反響器與自制的內(nèi)循環(huán)微電解反響器對(duì)染料廢水的處置效果,發(fā)現(xiàn)自制的內(nèi)循環(huán)微電解反響器的COD和色度的去除率分別比傳統(tǒng)的高50%和58.5%。

　　4.3 化工廢水

　　楊家村應(yīng)用鐵碳微電解與生化聯(lián)用技術(shù)處置高濃度醫(yī)藥廢水，采用上流反沖型式及強(qiáng)迫機(jī)械攪拌來防止鐵碳填料板結(jié)和失活。經(jīng)過微電解處置廢水pH由1.5提升到4.5，且廢水B/C得到進(jìn)步，降低了后續(xù)生化負(fù)荷，完成出水達(dá)標(biāo)。黃燕萍等采用鐵碳微電解+水解酸化/+MBR組合工藝對(duì)制藥廢水停止預(yù)處置實(shí)驗(yàn)，研討結(jié)果標(biāo)明，反響初始廢水pH=4、鐵碳質(zhì)量比4︰5、鐵碳填料質(zhì)量濃度為400g/L、曝氣量為3L/min、反響時(shí)間為180min時(shí)，微電解工藝的COD去除率達(dá)47.5%，廢水的可生化性由0.23進(jìn)步至0.38，降低了后續(xù)水解酸化和MBR的負(fù)荷。

　　5、瞻望

　　微電解技術(shù)作為一種高效、低本錢的技術(shù)在工業(yè)廢水處置中得到普遍應(yīng)用，微電解在與生化技術(shù)聯(lián)用過程主要是提升廢水的可生化。反觀微電解在工業(yè)應(yīng)用中暴露的問題，應(yīng)該處理鐵碳填料板結(jié)和失活的問題，以及反響的pH值和產(chǎn)生得物化污泥。