微電解工藝是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對廢水進行處理的良好工藝，又稱為內(nèi)電解法、零價鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法。該工藝具有使用范圍廣、工藝簡單、處理效果好等特點，己成功應(yīng)用于印染、電鍍、制藥、造紙、石油化工等廢水的處理。

目前隨著鐵碳微電解技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者不斷地改進鐵碳微電解工藝，而微電解工藝是基于材料和設(shè)備，材料是其根本，本文從鐵碳微電解材料的演變過程介紹目前微電解材料的研究狀況。

1.第一代鐵碳微電解填料

最早用微電解處理廢水，使用的基本都是鑄鐵毛坯切削過程中的粉末狀下腳料，即鑄鐵屑或鐵刨花材料，通常將這種材料稱為第一代鐵碳微電解填料。其主要有效成分為鐵元素，在這其中還包括一些少量的元素，例如碳、硅、錳等成分。

第一代鐵碳微電解填料雖成本相對較低，但鐵屑中的雜質(zhì)含量有限，因此導(dǎo)致形成的微電解數(shù)量也就比較少，電子密度和傳遞率比較小。微電解填料中鐵的作用還是以還原作用為主，且在實際運行中存在鐵屑結(jié)塊、堵塞、填料更換困難等問題，所以對廢水中污染物的降解轉(zhuǎn)化效率是有限的，有待進一步的探索和改進。

 

2.第二代鐵碳微電解填料

微電解法在處理過程中多采用鐵炭固定床，但固定床運行一段時間后由于鐵的腐蝕使鐵屑表面生成一層金屬氧化物和氫氧化物膜，致使鐵屑鈍化，易出現(xiàn)結(jié)塊和溝流；為了解決以上問題，隨之出現(xiàn)了動態(tài)鐵碳床，主要有攪拌式鐵碳床、滾筒式鐵碳床以及鐵碳流化床等。以滾筒式鐵碳床為例，其原理是把鐵粉和鐵碳按比例裝入滾筒，利用滾筒的轉(zhuǎn)動帶動鐵粉和鐵碳的轉(zhuǎn)動，將這種形式的填料稱為第二代鐵碳微電解填料。

 

此類填料針對板結(jié)問題在反應(yīng)設(shè)備中加入了攪拌設(shè)施，雖對克服板結(jié)起到一定作用，但是因為沒有從根源上面克服板結(jié)的條件，短期內(nèi)也會因為旋轉(zhuǎn)力矩越來愈大而導(dǎo)致電機功率不夠用，再加上設(shè)備占地面積大，維護費用較高，最終致使設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)。

 

3.第三代鐵碳微電解填料

為了提高微電解填料對廢水的處理效率，人們嘗試利用高溫燒結(jié)微孔技術(shù)對微電解填料的制備過程進行強化處理，主要通過在鐵粉和鐵碳中加入結(jié)合劑（比如粘土），壓制成型，然后無氧燒結(jié)成規(guī)整填料，將這種填料稱為第三代鐵碳微電解填料。

第三代鐵碳微電解填料具有類似活性炭疏松多孔結(jié)構(gòu)，有較大的比表面積，能夠達到增加其吸附性能的效果，防止填料板結(jié)堵塞，通過對鐵碳填料進行形狀規(guī)整化處理，再加之高溫燒結(jié)微孔技術(shù)處理，可明顯提高填料自身的綜合處理性能。雖然基本上解決了板結(jié)的問題，但由于加入了比重較大的無效成分（如粘土或膨潤土），反應(yīng)過程中粘土或膨潤土不會消耗，致使產(chǎn)生的污泥量較大，且填料表面的鐵消耗以后，里面的鐵被粘土包圍，使得反應(yīng)效果開始有一定程度的下降。

 

4.第四代鐵碳微電解填料

第四代鐵碳微電解填料是在第三代鐵碳填料的基礎(chǔ)上做了更進一步的改進，幾乎不用其他結(jié)合劑（如粘土），只用極細且占比重較大的鐵粉和碳粉，再加以微量元素，壓制成型后無氧燒結(jié)即可，其鐵和碳總含量能達到98%以上。

第四代鐵碳微電解填料由于將原料制作成極細的粉末，鐵粉、碳粉以及微量元素以恰當?shù)谋壤浞只旌暇鶆?，使其任何地方都均勻分布，當表面的鐵反應(yīng)析出后，表面的碳隨著構(gòu)架的松動而剝離表面，即填料永遠保持同等的質(zhì)量配比。當氧化物附著在極細顆粒的鐵的表面時，其附著力很小，容易通過曝氣或反沖脫落下來，并且由于制備時幾乎不添加任何粘土等惰性成分，確保了填料自身產(chǎn)生的污泥量特別少，此種填料屬于目前最新型的鐵碳微電解填料。