在酸性廢水中浸入鐵屑和炭粒時，由于鐵與炭之間的電極電位差(0.9~17V)，在廢水中會形成數(shù)不清的微原電池。這種微型電池以低電位的鐵作為陽極，高電位的炭作為陰極，在含酸性電解液的水中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。
大量的初生態(tài)的Fe2+和新生態(tài)，它們具有極高的化學(xué)活性，可以改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使其發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用。
應(yīng)用范圍廣，處理效果好，成本低，操作維護(hù)方便，不需要消耗電力資源，反應(yīng)速度快，處理效果穩(wěn)定，不會造成二次污染，可提高廢水的可再生性，可實(shí)現(xiàn)化學(xué)沉淀除磷，可通過還原脫重金屬，也可進(jìn)行預(yù)處理進(jìn)行生物處理，有利于污泥沉降及生物掛膜。
反應(yīng)物中鐵變成二價鐵離子存在于廢水中，并通過后續(xù)的絮凝沉淀；炭隨著鐵的溶解不斷地脫落，脫除極細(xì)的炭粒會吸附污物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行絮凝沉淀。
高爐燒結(jié)鐵炭微電解填料是由鐵粉、炭粉、催化劑等組分經(jīng)過高溫(超過1300℃)熔煉而形成的整體合金結(jié)構(gòu)，故其物理強(qiáng)度強(qiáng)(≥600kg/cm2)；
透過撞擊或相關(guān)的測試：高溫?zé)Y(jié)的微電解填料不易破碎。不高溫?zé)傻奈㈦娊馓盍虾苋菀妆淮蛩椋踔烈淮蛩榫蜁椤?/div>
空隙率檢測，可投擲水中看氣泡產(chǎn)生量：高溫?zé)Y(jié)微電解填料具有真實(shí)空隙率，空隙率達(dá)65%，投擲入水中后，空隙量大，均勻持久，單位填料處理污水能力強(qiáng)。無燒成的微電解填料幾乎沒有孔隙率，投進(jìn)水中后幾乎沒有氣泡，單位填料處理污水的能力很弱。
真合金結(jié)構(gòu)：真合金結(jié)構(gòu)是用砂紙打磨填充物，還是用模切機(jī)切割填充物后，高溫?zé)Y(jié)的鐵炭微電解填充物具有明顯的金屬粘合性。無高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料經(jīng)打磨或模切，金屬無合金結(jié)構(gòu)光澤，出現(xiàn)鐵炭分離現(xiàn)象。
七、為什么要選擇高溫?zé)Y(jié)的鐵炭進(jìn)行微電解填充。
選擇高溫?zé)Y(jié)鐵炭的微電解填料，對保證微電解工藝的正常進(jìn)行具有重要意義。
在使用過程中，高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料不會發(fā)生板結(jié)、鈍化現(xiàn)象，其物理強(qiáng)度為1000kg/cm2，足以承受20m水柱壓力及酸性廢水對填料的侵蝕，而在高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料中，由于水柱壓力及酸性廢水的侵蝕，則不會產(chǎn)生破碎、鈍化和板結(jié)現(xiàn)象，必須選用高溫?zé)Y(jié)鐵炭微電解填料。
八、為什么燒成后的鐵炭微電解填料無需更換。
鐵炭是同時消耗的，填充物中鐵和炭比沒有變化，所以反應(yīng)過程中填充物的消耗只是數(shù)量的變化，不是質(zhì)變。
因此，在消耗填料時，只需加入新的填料即可。PH3~4進(jìn)水時，鐵炭高溫?zé)Y(jié)后，微電解填料的年消耗量為10%~15%。
在廢水處理中采用鐵炭微電解的？
目前的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。
鐵炭微電解機(jī)理研究。
一、微電解的一般工作原理：
鐵炭微電解是基于原電池在電化學(xué)中的反應(yīng)。
在電解液中浸入鐵和炭，由于鐵和炭之間存在1.2V的電極電位差，因此形成了無數(shù)的微電池系統(tǒng)，在它們的作用空間中形成了電場。
陽極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價鐵離子具有很強(qiáng)的還原能力，可以還原某些有機(jī)物，也可以打開一些不飽和基團(tuán)的雙鍵(如羧基-COOH，偶氮基-N=N-)，使一些難降解的環(huán)狀和長鏈有機(jī)物質(zhì)分解為易被生物降解的小分子有機(jī)物質(zhì)，從而提高了可生化性。
二價和三價鐵離子是優(yōu)良的絮凝劑，尤其新生的二價鐵離子具有較高的吸附-絮凝活性，通過對廢水pH值的調(diào)節(jié)，可以將鐵離子絮狀沉淀成氫氧化物，吸附在污水懸浮狀態(tài)或膠體狀態(tài)的微粒或有機(jī)高分子，進(jìn)一步降低廢水的色度，同時可以去除部分有機(jī)污染物，使廢水得到凈化。
陰極反應(yīng)生成大量新生態(tài)的[H]和[O]，在酸性條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子被破壞，從而消除了有機(jī)廢水的色度，提高了廢水的可生化性。
鐵碳電池反應(yīng)：
正極：Fe-2e→Fe2+E(Fe/Fe2+)=0.44V。
陰極：2H++2e→H2E=0V(H+/H2)。
在有氧的情況下，陰極反應(yīng)如下：
O2+4H++4e→2H2OE(O2)=1。
O2+2H2O+4e→4OH-E(O2/OH-)=1。
二、一般的微電解反應(yīng)如下：
鐵原子和炭原子在原電池的旁邊或分開形成反應(yīng)。
這類鐵炭接觸不利于電子的傳遞，電荷效率低，因而對廢水中有機(jī)物的去除效率也普遍較低。而鐵炭一旦分層，對有機(jī)物的去除就更加不利。
三、鐵炭包容性微電解反應(yīng)為：鐵原子和炭原子相互包容性構(gòu)成構(gòu)架，形成原電池反應(yīng)。
這樣的鐵炭接觸不會出現(xiàn)鐵與炭的分層，更有利于電子的傳遞，且電荷效率更高，對廢水中有機(jī)物的去除效果更好。·
鐵炭微電解技術(shù)應(yīng)用于廢水處理的研究進(jìn)展
染整廢水處理中的應(yīng)用
作為一種新的廢水處理方法，鐵炭微電解技術(shù)最初被用于處理印染廢水，并取得了良好的效果。
染料和染整助劑是印染廢水有機(jī)污染物的主要來源，近年來，隨著印染工藝的發(fā)展和有機(jī)合成染料新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，使印染廢水呈現(xiàn)出pH低、色澤深、毒性大、生物降解性差等特點(diǎn)。
所以用鐵炭對印染廢水進(jìn)行微電解處理具有其它工藝無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
通過實(shí)驗(yàn)對色度300倍、COD值602mg/L、pH值9.76和色度700倍、COD值1223mg/L、pH值5.76和pH值5.76的印染廢水分別進(jìn)行了處理，結(jié)果表明，在反應(yīng)時間20~30min、鐵炭體積比為1:1和pH值3.0左右的條件下，對色度的去除率可達(dá)95%以上，同時COD值可達(dá)60~70%。
對印染廢水采用鐵炭微電解工藝，pH為3，接觸時間為20~30min，色度和COD均可達(dá)到90%以上。
