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在难降解工业废水处理领域，微电解反应器是一种常被提及的预处理设备。它依靠铁与碳之间的电位差形成无数微小原电池，在无需外加电力的条件下完成氧化还原、絮凝与吸附等多重作用，被广泛用于提高废水可生化性、脱色和降低COD。山东中耀康威环保设备持续关注环保设备行业相关技术与应用资讯，以下结合工艺原理，对微电解反应器作系统梳理。

一、什么是微电解反应器？

微电解法又称内电解法、铁还原法、铁炭法、零价铁法等。其处理废水的原理是：利用铁屑中的铁和碳组分构成微小原电池的正极和负极，以充入的废水为电解质溶液，发生氧化-还原反应，形成原电池。新生态的电极产物活性极高，能与废水中的有机污染物发生氧化还原反应，使其结构、形态发生变化，完成由难处理到易处理、由有色到无色的转变。

铁屑内电解法处理废水过程中，主要发生如下反应：

阳极（Fe）：Fe-2e→Fe2+　E0(Fe2+/Fe)=-0.44V

阴极（C）：在酸性条件下：2H++2e→H2↑　E0(H+/H2)=0.0V；在碱性或中性条件下：O2+2H2O+4e→4OH-　E0(O2/OH-)=+0.4V

电极反应生成的产物具有很高的化学还原活性。在偏酸性废水中，电极反应产生的新生态H能与废水中的有机物和无机物组分发生氧化还原反应，能使废水中的发色基团破坏甚至使高分子断链，从而达到脱色的目的。

同时，铁是活泼金属，在酸性条件下可把某些硝基化合物还原成可生物降解的胺基化合物，提高BOD5/COD比值，即增强可生化性。反应式如下：

R-NO2+2Fe+4H+→R-NH2+2H2O+2Fe2+

电解生成的铁离子、亚铁离子经水解、聚合形成的氢氧化铁、氢氧化亚铁聚合体，以胶体形式存在，具有沉淀、絮凝和吸附作用，与污染物一起絮凝产生沉淀，可以去除废水中的有机物。同时在原电池周围的电场作用下，废水中带电胶粒和杂质通过静电引力和表面能的作用附集、凝聚，也可以使废水得到净化。总之，铁炭内电解法处理废水是絮凝、吸附、架桥、卷扫、电沉积、电化学还原等综合效应的结果。

二、微电解反应器的运行原理

当将填料浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在约1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场。阳极反应生成大量的Fe2+进入废水，进而氧化成Fe3+，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除有机物尤其是印染废水的色度，提高废水的可生化度。其工作原理基于电化学、氧化—还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。

三、微电解反应器的常见问题与特点

1、主要优点

微电解反应器适用范围广，处理效果好，成本低，操作维护方便，不需要消耗电力资源，反应速度快，处理效果稳定，不会造成二次污染；可提高废水的可生化性，能够实现化学沉淀除磷，也可以通过还原去除重金属，还可作为生物处理的前处理，利于污泥的沉降和生物挂膜。

2、处理后碳去哪里了

在填料中，碳不是以大颗粒形式存在，而是以非常细小的形式存在。反应中随着铁的消耗，碳也在不断脱落，脱落后的细小碳粒会吸附着污染物质进入沉淀池，经絮凝沉淀被去除。

3、为什么不需要更换填料

铁和碳是同时消耗的，填料中铁和碳的比例永远不会改变，因此填料的消耗只是量的改变，而不是质变。所以随着填料的消耗，只需要添加新填料即可。

4、强度问题

经过1050度以上的高温烧结，新型铁碳微电解填料的物理强度可达到1000Kg/CM2，足以承受20m水柱压力，因此填充在微电解塔中安全可靠。

5、为什么不板结

传统填料的板结现象，是因为铁颗粒没有被碳颗粒分散均匀，铁颗粒之间容易生锈板结。而新型微电解填料经过特殊的高温烧结工艺，使填料中的铁和碳以铁碳包容构架的形式存在，铁骨架与碳链相互交叉，这种交叉性使铁颗粒被碳颗粒均匀分散，因此不会板结。

6、物理结构

多孔构架式结构，大小约1cm×3cm，比表面积1.2m2/g，比重1.1吨/m3。

7、处理效果与使用成本

一般反应只需要30—60min，COD去除率可达50%—75%，氨氮去除率40%左右，运行稳定。每方水的处理成本约0.4—0.6元。

8、填料概述

新型催化活性微电解填料，具有高低电位差的金属合金融合催化剂，并采用高温微孔活化技术生产而成，具有铁碳一体化、融合催化剂、微孔构架式合金结构、比表面积大、活性强、电流密度大、作用效率高等特点。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定，可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。

9、适用废水种类

特别针对有机物浓度大、毒性高、色度高、难生化废水的处理，可大幅降低废水的色度和COD，提高废水的可生化性，可广泛应用于印染、化工、电镀、制药、农药、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程。

四、铁碳微电解应用废水的种类

铁碳微电解针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理，可大幅度降低废水的色度和COD，提高B/C比值即提高废水的可生化性，可广泛应用于印染、化工、电镀、制浆造纸、制药、洗毛、农药、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程。

• 染料、印染废水；焦化废水；石油化工废水；橡胶助剂废水。上述废水在脱色的同时，处理水中的BOD/COD值显著提高。
• 石油废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水。上述废水处理后BOD/COD值大幅度提高。
• 电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水。可以从上述废水中去除重金属。
• 有机磷农业废水；有机氯农业废水。可大大提高上述废水的可生化性，且可除磷、除硫化物。

五、铁碳微电解使用注意事项

• 微电解填料在使用前注意防水防腐蚀，运行一旦通水后应始终有水进行保护，不可长时间曝露在空气中，以免在空气中被氧化，影响使用。
• 微电解系统运行过程中应注意合适的曝气量，不可长时间反复曝气。
• 微电解系统不可长时间在碱性条件下运行。
• 油脂类废水必须先隔油。
• 对于一些特殊废水，铁碳微电解工艺仅仅能起到破链的作用，即把大分子链破解为稍小的小分子链物质，COD这时会不降反升。对于这种情况，后续采取芬顿工艺作为补充，会起到更好的电解效果。
• 其他注意事项可依据微电解反应基础原理进行判断。

总体来看，微电解反应器以铁碳原电池为核心，兼具氧化还原、絮凝沉淀与吸附等多种功能，在难降解工业废水的预处理环节具有较高的实用价值。实际工程中，还需结合水质特征合理选择填料与工艺组合，才能获得稳定的处理效果。