1、工藝概述

FCS催化鐵碳微電解工藝是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱(chēng)內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。

當(dāng)系統(tǒng)通水后，鐵碳微電解填料在設(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)成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)[H] 、Fe2 + 等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進(jìn)一步氧化成Fe3+，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機(jī)大分子。其工作原理基于電化學(xué)、氧化-還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度，提高廢水的可生化性，同時(shí)對(duì)氨氮的脫除具有很好的效果。

2、基本原理、作用

原電池反應(yīng)：在原電池中，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。發(fā)生氧化反應(yīng)的一極上有電子流出，做負(fù)極，失去電子的物質(zhì)是還原劑。電子通過(guò)原電池的負(fù)極流向正極，在正極上氧化劑得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

電子流動(dòng)（電場(chǎng)作用）：鐵碳填料的鐵元素與碳元素之間存在一個(gè)自然地1.2V≈1.4V的電位差。鐵釋放出電子，電子由陽(yáng)極向陰極移動(dòng)過(guò)程中會(huì)破壞有機(jī)物的化學(xué)鍵，特別是難降解的大分子、長(zhǎng)鏈、有毒類(lèi)、苯環(huán)類(lèi)物質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)化為容易降解的物質(zhì)，提高可生化性（B/C比值）同時(shí)能夠降低COD。

污染物的氧化還原反應(yīng)：每種（污染物）物質(zhì)都有各自的氧化態(tài)和還原態(tài)，廢水中的膠體粒子和細(xì)小分散的污染物一般都帶有電荷，在鐵碳填料電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電泳，向相反電荷的電極移動(dòng)在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原，生成新的物質(zhì)沉積在電極表面或沉淀于水中或轉(zhuǎn)化為氣體等無(wú)毒無(wú)害成分被分離去除。

氫、鐵、Fe2+的氧化還原作用：電極反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)中得到的新生態(tài)氫[H]以及Fe和Fe2+都具有很高的化學(xué)活性，能與廢水中的許多污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如使偶氮基斷裂而破壞發(fā)色基團(tuán)、使大分子降解為小分子，具有脫色和提高廢水可生化性的作用。

鐵離子的絡(luò)合、混凝作用：用鐵碳微電解處理廢水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Fe2+和Fe3+離子。在堿性條件下且有O2（曝氣充氧）存在時(shí)，會(huì)形成Fe(OH)2（氫氧化亞鐵）和Fe(OH)3（氫氧化鐵膠體），廢水中原有的懸浮物、膠體和油類(lèi)及相當(dāng)一部分水溶性有機(jī)物均可被其絡(luò)合、吸附凝聚而從廢水中分離去除。

鐵的置換作用：鐵是活潑金屬，電極電位E0 (Fe2+／Fe)＝- 0．44V，它具有還原能力，可將在金屬活動(dòng)順序表中排于其后的金屬置換出來(lái)而沉積在鐵的表面，如鎳、錫、鉛、銅、銀、錳、鋅等 。這些微小的沉積金屬粉粒也一起隨廢水流出，而在后續(xù)的堿中和絮凝沉淀時(shí)一同被分離去除。

沉淀與共沉淀作用（加堿）：鐵碳微電解出水加堿中和絮凝沉淀是微電解工藝中必不可少的組成部分，可以處理多種重金屬離子的綜合性含金屬離子的廢水（如電鍍、礦山等行業(yè)），以減少其對(duì)后續(xù)生化工藝段的毒害，無(wú)需分流，一次處理達(dá)標(biāo)，大大地簡(jiǎn)化了處理流程，且處理后的水質(zhì)穩(wěn)定。

3、技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

(1)、鐵碳填料由多元金屬熔合多種催化劑通過(guò)高溫微孔活化技術(shù)熔煉形成一體化合金，保證“原電池”效應(yīng)持續(xù)高效。

(2)、架構(gòu)式微孔結(jié)構(gòu)形式，提供了極大的比表面積和均勻的水氣流通道，對(duì)廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應(yīng)效果。

(3)、活性強(qiáng)，比重輕，不鈍化、不板結(jié)，反應(yīng)速率快，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定有效。

(4)、針對(duì)不同廢水調(diào)整不同比例的催化成份，提高了反應(yīng)效率，擴(kuò)大了對(duì)廢水處理的應(yīng)用范圍。

(5)、在反應(yīng)過(guò)程中鐵碳填料所含活性鐵做為陽(yáng)極不斷提供電子并溶解進(jìn)入水中，陰極碳則以極小顆粒的形式隨水流出。當(dāng)使用一定周期后，可通過(guò)直接投加的方式實(shí)現(xiàn)鐵碳填料的補(bǔ)充，及時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定，還極大地減少了工人的操作強(qiáng)度。

(6)、鐵碳填料對(duì)廢水的處理集氧化、還原、電沉積、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉淀等多功能于一體。

(7)、處理成本低，在大幅度去除有機(jī)污染物的同時(shí)，可極大地提高廢水的可生化性。

4、適用廢水種類(lèi)：

本技術(shù)特別針對(duì)有機(jī)物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理,可大幅度地降低廢水的色度和COD，提高B/C比值即提高廢水的可生化性；可廣泛應(yīng)用于印染、化工、電鍍、制漿造紙、制藥、洗毛、農(nóng)藥、酒精等各類(lèi)工業(yè)廢水的處理及處理水回用工程。

⑴ 染料、印染廢水；焦化廢水；石油化工廢水；橡膠助劑廢水。

-----上述廢水在脫色的同時(shí)，處理水中的BOD/COD值顯著提高。

⑵ 制藥廢水；皮革廢水；造紙廢水、木材加工廢水。

-----上述廢水處理水后的BOD/COD值大幅度提高。

⑶ 電鍍廢水；印刷廢水；采礦廢水；其他含有重金屬的廢水。

-----可以從上述廢水中去除重金屬。

⑷ 有機(jī)磷農(nóng)業(yè)廢水；有機(jī)磷農(nóng)業(yè)廢水。

-----大大提高上述廢水的可生化性，且可除磷，除硫化物。