微電解反應(yīng)器又叫微電解設(shè)備、微電解罐體、鐵碳塔、微電解水處理裝置等，是利用鐵碳填料對(duì)高難度化工污水處理的一種裝置。主要原理為金屬腐蝕電池原理。當(dāng)系統(tǒng)通入酸性廢水后，利用“腐蝕電池原理”自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)電場(chǎng)。其主要作用是降低廢水的COD，降低廢水的毒性，去除重金屬離子，破環(huán)斷鏈提高廢水可生化性。
一、基本原理
在難降解工業(yè)廢水的處理技術(shù)中，微電解技術(shù)正日益受到重視，并已在工程實(shí)際中。廢水的鐵內(nèi)電解法的原理非常簡(jiǎn)單,就是利用鐵-碳顆粒之間存在著電位差而形成了無(wú)數(shù)個(gè)細(xì)微原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵成為陽(yáng)極,電位高的碳做陰極,在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。反應(yīng)的結(jié)果是鐵受到腐蝕變成二價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。對(duì)內(nèi)電解反應(yīng)器的出水調(diào)節(jié)PH值到9左右，由于鐵離子與氫氧根作用形成了具有混凝作用的氫氧化亞鐵,它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸,形成比較穩(wěn)定的絮凝物(也叫鐵泥)而去除。為了增加電位差，促進(jìn)鐵離子的釋放,在鐵-碳床中加入一定比例銅粉或鉛粉。
經(jīng)微電解后，BOD/COD升高了，那是因?yàn)橐恍╇y降解的大分子被碳粒所吸附或經(jīng)鐵離子的絮凝而減少。不少人以為微電解可有分解大分子能力,可使難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生化的物質(zhì)，并搬出理論依據(jù)是“微電解反應(yīng)中產(chǎn)生的新生態(tài)[H]可使部分有機(jī)物斷鏈，有機(jī)官能團(tuán)發(fā)生變化”。但用甲基澄和酚做試驗(yàn)并沒(méi)有證實(shí)微電解有分解破化大分子結(jié)構(gòu)能力。
如果要讓鐵碳床有分解有機(jī)大分子能力,一般需要加入過(guò)氧化氫,酸性廢水與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子,亞鐵離子與過(guò)氧化氫形成Fenton試劑，生成羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性能，將大部分的難降解的大分子有機(jī)物降解形成小分子有機(jī)物等。同樣，反應(yīng)要在酸性的條件下才能進(jìn)行。
二、技術(shù)實(shí)驗(yàn)
a.實(shí)驗(yàn)用品 :燒杯、鋁片和鐵片 (電極 )、導(dǎo)線、直流電源、食鹽、待處理的污水。
b.實(shí)驗(yàn)步驟 :在燒杯中注入污水 ,加入 1～ 2g食鹽 ,用鋁片作陽(yáng)極、鐵片作陰極 ,接通6V直流電源 ,數(shù)分鐘后 ,在污水表面逐漸形成一層浮渣 ,而燒杯底部也積聚一層沉渣 ,中間則為清水。
c.實(shí)驗(yàn)原理 :2H2 O 通電2H2 ↑ (陰極 ) +O2 ↑ (陽(yáng)極 )反應(yīng)產(chǎn)生的H2 和O2 等氣泡上升時(shí) ,將部分懸浮物帶到水面 ,于是水面上就形成了浮渣層 ,待到水面的污物增多后就撇去浮渣 ,可達(dá)到凈水的目的。
三、微電解的工藝及作用
1、降低廢水COD，分解廢水有機(jī)物
2、脫除廢水色度，打斷發(fā)色官能團(tuán)鏈鍵,使其脫落脫色。
3、去除重金屬離子，降低廢水毒性。
4、解毒：降低含氰、制藥、農(nóng)藥、精細(xì)化工等行業(yè)廢水毒性。
5、破環(huán)斷鏈，提高廢水的可生化性。
開(kāi)環(huán)：分解苯、酚類及其衍生物；
斷鏈：分解難生化大分子有機(jī)物；
四、產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)用
夢(mèng)之潔環(huán)保有著十多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加合理，內(nèi)部裝填填料，使得反應(yīng)效果更好，能夠徹底解決運(yùn)行過(guò)程中的板結(jié)鈍化等問(wèn)題。
相較其他的設(shè)備:
1、操作維護(hù)方便
2、處理成本低
3、COD去除率高,無(wú)二次污染
4、反應(yīng)速率快，一般廢水需要30-60分鐘
5、電力消耗低
6、有機(jī)污染物質(zhì)范圍廣
7、流程簡(jiǎn)單/壽命長(zhǎng)/投資少/效果穩(wěn)定
8、化學(xué)沉淀除磷、還原除重金屬
五、存在問(wèn)題
根據(jù)工程試驗(yàn)，鐵碳床微電解剛開(kāi)始的效果很理想,特別是處理酸性的有機(jī)廢水，但運(yùn)行兩個(gè)月后，效果急劇下降。一方面，鐵泥堵塞，另一方面炭也吸附飽和。反沖洗可減緩鐵泥堵塞，但解決不了效果下降問(wèn)題,往往需要更換填料,而在在實(shí)際工程中更換填料工作量很大。
另外，微電解大都是采用固定式的鐵碳床工藝， 而鐵碳床的板結(jié)是一個(gè)非常令人頭痛的問(wèn)題。有人稱他們的微電解技術(shù)可解決板結(jié)問(wèn)題，只要用固定床，板結(jié)遲早會(huì)發(fā)生，爆氣也沒(méi)多大用。
要解決板結(jié)必須打破固定床，避免鐵泥堵塞。但問(wèn)題是一旦打破固定床，鐵-碳兩種顆粒物接觸減弱，鐵氧化失去的電子難以流向碳，致使H離子在鐵顆粒得電子，產(chǎn)生的H2包著鐵顆粒，使其難于繼續(xù)氧化溶解。沒(méi)有鐵的溶解，用微電解預(yù)處理廢水成為空話。
現(xiàn)在不少環(huán)保設(shè)計(jì)單位開(kāi)始試用流化床（fluidized bed system)代替固定床（fixed-bed system）的微電解，但流化床鐵和炭難以緊密接觸，微電池回路差，反應(yīng)速度慢。因此，如果能解決流化床中鐵失去的電子流向的問(wèn)題，就不必用固定床，板結(jié)問(wèn)題也就不會(huì)存在，鐵屑補(bǔ)充也方便。
