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 一、微电解技术基本介绍  
 
 
  微电解的作用机理主要包括以下内容：微电池机理、氧化还原反应机理、絮凝、吸附和共沉淀作用机理以及电附集机理。铁碳微电解的主要机理是利用阳极铁腐蚀新生成的[H]和Fe2+与废水中的有机物发生氧化还原反应，可改变有机大分子的结构，将其由溶解性转变为难溶性的，从而有利于铁离子发挥吸附絮凝作用，也可破坏有机物中的偶氮、碳碳双键，使大分子有机化合物断裂成小分子化合物。微电解可使垃圾渗沥液中的腐植酸发生聚合反应，聚合后的聚合体疏水性较强，可被二价铁和三价铁混凝沉淀后去除。Fe2+可还原高价态的重金属，降低重金属废水的毒性。由于微电解反应包括较多的细小反应和连锁反应，机理复杂，以上作用机理对污染物去除的主次关系以及机理之间的耦合关系，尚没有定量化的研究，因此在机理方面的研究工作仍需进行大量的宏观和微观研究。 
 
 
  
 
 
 二、新型微电解反应塔 
 
 
 
随着微电解技术的快速发展，微电解反应器也有了进一步的突破，例如郑工等采用新型外加电流协助微电解反应器处理焦化废水。实验对比了单独微电解与外加电流微电解，发现后者具有较为显著的协同去除COD的作用。该工艺对酚类化合物的降解具有强化作用，同时活性炭的失活以及孔道堵塞问题可被有效控制，在中性条件下处理效率，展现了一定的pH缓冲能力。
 
 
肖总工程师等采用臭氧曝气微电解处理偶氮染料RR2废水。在pH为9的条件下运行，废水色度可被完全去除，总有机碳（TOC）去除率可达82%，此工艺可在较大的pH范围内操作。臭氧氧化、Fe2+/Fe3+催化臭氧氧化、氧化还原反应是这一工艺的主要机制。Fe2+/Fe3+的催化作用可诱导溶解性的Fe2+和Fe3+之间相互转换，减少零价铁的溶出率。臭氧曝气反应器可在中性或者碱性条件下处理废水，减少了调节pH的用酸量，提高了臭氧的利用率并且延长了铁碳填料的使用寿命。
 
 
韩专家采用新型的内循环流微电解反应器处理印染废水实验发现该新型微电解反应器可有效解决传统反应器中填料易板结、阻塞和钝化等问题。采用传统微电解反应器处理废水后COD和色度的去除率分别为23%和40%，采用内循环微电解反应器COD和色度的去除率可达到73%和98.5%。BOD5/COD经过内循环反应器处理后是普通铁碳。混合料微电解反应器处理后的23倍，是铁碳固定床处理的4倍。
 
 
李洵采用分散的颗粒活性炭作为移动的阴极，在曝气条件下活性炭循环在固定的阳极铁板之间，以解决铁碳板结、沟流、钝化等缺陷，采用该微电解反应器处理腈纶废水，COD去除率可达71.86%。
 
 
殷工开发了一种序批式微电解反应器，仿照序批式活性污泥（SBR）反应器的方法，用以处理熟化的垃圾渗沥液，该序批式的微电解反应器集还原和氧化作用为一体，在  条件下COD、腐植酸和色度去除率都可达到80%以上，BOD5/COD从原水的0.07提高到处理后的0.21。该组合工艺与传统电解、絮凝以及芬顿方法进行处理效果的对比发现，该组合工艺的效果显著高于以上3种传统工艺。
 
 
从以上研究学者对微电解反应器的研究可以看出，为解决微电解材料的板结以及钝化等问题，可采用内循环流微电解反应器或流化床微电解反应器。由于铁碳微电解技术适用的条件是较低的pH条件，为扩大适用pH的范围，在微电解反应器上外加电流协助的方法是可行的，在中性条件下可得到处理效果。采取序批式的微电解反应器，即缺氧微电解和曝气微电解联合应用，能充分发挥微电解的还原和氧化反应，并且可降低能耗以及提高污染物的去除效率。
 
 
 
 三、微电解反应技术的应用 
 
 
 
1、微电解在印染废水中的应用印染行业是工业废水排放大户，且具有水量大、有机污染物含量高、色度深、毒性大、水质变化大等特点，属难降解的工业废水。铁碳微电解不仅能够通过氧化还原反应破坏染料废水中的显色基团，而且能改变某些大分子染料分子的水溶性。表1为采用微电解技术对该废水的处理概况。由表1可见，采用微电解工艺对印染废水中的染料以及印染助剂有较好的降解作用，微电解对该类废水色度去除率达到90%以上，COD去除率也达到了较为理想的水平。
 
 
2、微电解在垃圾渗沥液中的应用垃圾渗沥液可生化性差、COD浓度高、成分复杂、氨氮浓度高，并且含有重金属，是典型的难降解废水，因此直接的生物处理方法会导致微生物活性的降低，通常会在生物处理工艺前增加合适的预处理工艺。表2为采用微电解技术对该废水的处理概况。由表2可见，铁碳微电解联合芬顿、絮凝、沉淀等方法对此类废水的处理都可达到较高的处理效率。微电解单元不但可有效降解垃圾渗沥液的COD、有毒物质、色度以及腐植酸，而且可大幅提高废水的可生化性，为后续的生物工艺处理奠定有利基础。
 
 
3、微电解在制药废水中的应用制药废水是一种较典型的难降解工业废水，通常成分复杂、毒性较大、COD浓度高、可生化性差，一些原料或中间体会在废水中残留。表3为采用微电解技术对该废水的处理概况。由表3可见，铁碳微电解技术在处理制药废水实验研究和实践应用两方面也都取得了较好的效果，已经被较多的研究者认可。微电解可破坏制药废水中的有机大分子化合物，尤其对微生物难降解的抗生素类处理效果较为理想。
 
 
4、微电解在重金属废水中的应用重金属如铅、铜、 、铬、氟等对水环境的污染正逐渐成为全球性问题，是对人类危害  的工业废水之一，成为亟待解决的问题。表4为采用微电解技术对该废水的处理概况。微电解技术中的还原作用可将高价态的有毒重金属离子还原为  态的低毒性离子，其次微电解中的絮凝沉淀作用也在去除重金属离子中起到主要的作用。以上对典型废水的处理可见，研究工作主要集中在处理条件的优化以及组合工艺的探索方面。铁碳微电解技术常被用为预处理工艺，在pH为3～6之间与H2O2的耦合生成芬顿试剂可大幅提高处理效率，还可用微波和臭氧曝气强化微电解工艺。经过本课题组的长期研究发现，为避免微电解材料表面和内部的空隙被废水中的颗粒悬浮物阻塞，可在微电解工艺之前添加絮凝沉淀工艺，经过两周或两周以上的运行，需采用pH为3左右的清水，对反应器进行反冲洗，可使铁碳微电解材料表面的沉积物脱离开，恢复到初始的微电解处理水平。