铁碳微电解工艺设计时的控制点

最近收到好多朋友的咨询和交流，都有着“复杂”的心理，知道铁碳微电解的“好”，也听过工艺的“差”或直接踩过坑，但是有些废水也没有其他好办法，就来交流看看铁碳微电解在设计的时候有哪些控制要点？这篇文章为大家做期解答，欢迎转发与分享！

 

工艺原理
Process principle

在难降解工业废水的处理技术中，由于废水的BOD₅/COD_cr低,且成分复杂，对微生物活性具有较强的抑制性，直接生化具有很大的难度，必须进行强化预处理 ，改变原废水的难生化性及分子结构，为此经常会涉及到铁碳微电解工艺及曝气铁碳微电解工艺进行废水的预处理，以提高废水的可生化性，保证后继生物工艺的进行，保证出水达标。

铁碳微电解工艺是利用铁—碳颗粒之间存在着一定的电位差而形成无数个细微原电池回路。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极 ，电位高的碳做阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。废水中的某些难降解有机物在电极表面溶液中直接或间接参与氧化还原反应，从而被降解或改变了污染物的性质。

 

其基本原理主要有4个方面：电场作用、氢的氧化还原作用、铁的还原作用、铁离子的混凝作用(碱性条件)

电极反应生成的产物具有很高的化学还原活性，在酸性废水中，电极反应产生的新生态[H]和Fe²⁺能与有机物和无机物发生氧化还原反应，使大分子物质分解为小分子的中间体，某些难降解的有机物还原生成易降解的化合物，提高废水的可生化性。

主要参数控制
Parameter control
01水力停留时间（HRT）

水力停留时间(HRT)是铁碳微电解工艺运行的关键参数 ，如何控制水力停留时间，对微电解反应器的容积/铁碳的用量及耗损有直接关系。

从实际工程的角度来看，最佳HRT一般取2小时，一般典型 HRT 取值在 1-3小时。

对于难降解的水质可适当加大 HRT，效果明显；对相对易降解水质可缩短 HRT。具体设计时应对污染 物的稳定性进行研究，以调整 HRT。

02pH 控制条件

从基本原理的反应式中可以看出，在中性或碱性条件下，微电解生成Fe2+ 与OH- 形成具有混凝作用的氢氧化亚铁，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成絮凝物(也叫铁泥 )而去除，易形成堵塞阻止反应的进行；在酸性条件下由于H+的存在，不会形成铁泥堵塞问题，但会加快铁碳填料的腐蚀，铁碳填料的损耗就会增加，费用会有所提高。

从我们多年的应用经验和实验数据总结，pH值控制在2.5～3.5，其效果与经济性为最佳。在部分特难降解废水处理中，适宜降低pH值，会提高COD的去除率,pH值降低 2以下时其铁碳填料和酸的消耗量（有些水本身就是酸性的可以直接使用）较大，经济性差。

03充氧曝气

我们在原始铁碳微电解滤池的基础上进行改性，对其设备内部进行强曝气，是对铁碳微电解池的改进；主要原因：一方面是由于充氧曝气时电位差大，另一方面是由于曝气的搅动比水力搅拌更强烈，减少了结块的可能性，不易造成微电解池堵塞阻止反应的进行；气泡的摩擦作用有助于去除铁屑表面沉积的钝化膜，有利于铁碳微电解反应器持续稳定运行。

04废水脱色

在进行废水预处理时，从微电解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氧化还原作用。能破坏发色物质的发色结构，使偶氮基断裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为胺基化合物。达到脱色的目的，同时使废水的组成向易生化性的方向改变。

写在最后

对于生化性较差的工业废水，经过铁碳微电解池预处理后，其生化性一般会有较大提高。

但是铁碳微电解也不是万能工艺，所以在进行铁碳微电解技术设计时，应先了解废水成分，了解废水中有机物分子的稳定性以便适当调节 HRT、pH 及曝气量，以避免造成设计误差 。

从我们的经验来讲，铁碳微电解池各参数取值变化较大，如有条件，最好是能做个定性实验验证，而非盲目设计，我们团队做过上百次验证实验，也可以找我交流。