微電解作為一種低污染、低成本的深度氧化技術在工業廢水處理領域受到廣泛研究和應用, 其原理是廢水作為電解質, 鐵和炭為電極來發生氧化還原反應的, 從而降解廢水中的污染物。其最早的雛形來源于Robert W.Gillham在地下水處理中提出的零價鐵理論, 在美國和北歐地下水微污染修復中被廣泛研究并應用。我國于上世紀80年代引進該技術并將研究領域從地下水修復擴展到工業廢水處理研究中, 尤其是難直接生物降解有機廢水。
   目前微電解去除廢水中污染物的理論主流觀點認為有原電池理論、氧化還原理論、吸附絮凝理論和微電場理論。
   1、原電池理論
   微電解過程中主要使用的鑄鐵 (鐵碳合金) 能在廢水中形成微電池(微觀電池) , 當體系中額外投加炭等宏觀陰極材料, 則又形成宏觀電池。反應過程中出現各種腐蝕現象, 也形成了腐蝕電池。微電解電極反應陰極反應主要分為酸性 (無氧) 、酸性 (有氧) 和中性堿性這三種情況。在酸性 (有氧) 條件產生的電極電位差比酸性 (無氧) 條件產生的電極電位差高1.22V, 曝氣可以增加原電池氧化能力;陽極Fe不斷生成的Fe²⁺離子避免了陽極鈍化, 而且Fe²⁺離子具有一定氧化性, 促進了電化學腐蝕, 提高了處理效果。
   2、氧化還原理論
   酸性條件下產生Fe²⁺離子和原子H以及陽極Fe0能改變廢水中某些污染物的性質來提高廢水可生化性, 例如硝基苯類和偶氮有機物被還原產生胺基。Fe0是活潑金屬, 可以有效還原含Cu²⁺、Pb²⁺等屬廢水, Fe²⁺離子能降低含Cr₂O₇^2-廢水的毒性, Fe0還可以還原硝酸鹽。
   3、氧化還原理論
   吸附絮凝理論可以分為兩種情況:電極使用的材料具有一定的吸附物質能力和反應過程生產一些具有吸附能力的化學物質。陽極使用的材料一般為鑄鐵屑, 具有多孔結構和比較大的比較面積, 其表面活性較強能吸附一些污染物質。當額外投加活性炭作為陰極材料時, 活性炭也會吸附廢水中的污染物質。
   陽極Fe在工作過程中產生Fe²⁺, Fe²⁺在曝氣條件下可以生成Fe³⁺, 將廢水溶液pH調至堿性可以產生具有高效絮凝能力的Fe(OH)₂、Fe(OH)₃,廢水中的膠體因電荷異性相吸而沉淀, 其余的懸浮物和不溶物質通過吸附絮凝產生沉淀。
   4、微電場理論
   因微電解中Fe級 (正極) 和C級 (負極) 在工作過程中存在一定電位差, 從而產生的電場。廢水中不溶性顆粒和極性物質在電場作用下富集在電極附近, 形成大顆粒后沉淀, 具有去除部分污染物的效果。
   微電解技術作為一種高效、低成本的技術在工業廢水處理中得到廣泛應用, 微電解在與生化技術聯用過程主要是提升廢水的可生化。反觀微電解在工業應用中暴露的問題, 應該解決鐵碳填料板結和失活的問題, 以及反應的pH值和產生得物化污泥。

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