铁碳微电解技术具有很好的除磷效果，王昌稳等研究发现铁碳微电解法对高盐腌制废水中-P的去除率为100% [12]并通过小试研究发现除磷的主要机理为Fe3+与废水中-P形成难溶性的FePO4[13]。孔桂萍等[14]采用铁炭法对自来水厂进水突发性磷污染的去除进行研究，结果表明：m(Fe)/m(C)为3:2，反应时间为60 min 时，TP 去除率为97%；动态连续试验(流量为330 ml/h，ρ(TP) ＜ 1.0 mg/L)出水ρ(TP)为0.15～0.20 mg/L，满足饮用水源水标准。李海利等[15]在曝气量为12 m3/(h·m3)、铁碳比为3:1、铁碳投加量为100 g/L、水力停留时间为4 h 的最优试验条件组合下，混合液通过0.5～1.0 mm 石英砂滤柱后，污水中TP 浓度由5 mg/L 降至0.33 mg/L，铁碳更换周期 ≥ 12月/次，可有效降低运维成本，适合农村粗放的管理。

铁碳微电解对饮用水中硝酸盐、Cr6+的去除主要通过氧化还原反应。水中NO3-、NO2-在微电解环境下可与H+发生反应生成或N2[16]。Cr(VI)在水中的主要存在形式，与零价铁接触发生氧化还原反应生成Cr3+、Fe3+，并且反应过程中溶出的Fe2+和Fe3+水解形成的具有良好絮凝作用的Fe(OH)2和Fe(OH)絮体，能将废水中不能电化学去除的溶解态离子吸附在其表面上，最后通过絮凝沉淀而被去除[17]。

Table of iron carbon micro electrolysis in water treatment表2.铁碳微电解在饮用水处理中的应用指标 主要参数 处理效果 参考文献磷m(Fe)/m(C)为3:2，反应时间为60 min TP 去除率为97%；连续运行出水ρ(TP)为0.15～0.20 mg/L [14]曝气量为12 m3/(h·m3)、铁碳比为3:1、铁碳投加量为100 g/L、HRT 为4 h、0.5～1.0 mm 石英砂滤柱 污水中TP 浓度由5 mg/L 降至0.33 mg/L。[15]硝酸盐 铁碳质量比为3:1、HRT 为60 min、进水NO3-:H = 1:5 初始硝酸盐浓度为30 mg/L 时，稳定阶段出水硝酸盐平均浓度为2.60 mg/L [16]Cr6+铁碳质量比7:3、固液比14:100 (g:mL)、反应时间40 min、温度25℃～30℃ 95%以上 [17]铁炭投加量为3 g?L-1，超声强化 95%以上 [18]

4.铁碳基质人工湿地

依托铁碳微电解填料内部丰富的氧化还原微环境，废水中大分子有机物可转化为小分子，从而提高废水反硝化脱氮效果；铁碳微电解反应产物Fe2+和Fe3+的絮凝沉淀作用可有效提高除磷效能，铁碳基质人工湿地克服了传统人工湿地存在的一些技术缺陷。近期的一些研究和工程实践中，将铁碳微电解基质与普通人工湿地基质相混合，实现了铁碳微电解技术与人工湿地技术的耦合，展现出良好的应用前景。

陈欣等[19]对比研究了铁碳微电解强化湿地和普通人工湿地对废水中氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除效果，研究结果表明：当HRT 为6 d 时，铁碳微电解强化人工湿地比氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除率分别为96.00%、97.44%、97.46%和86.12%，分别比普通人工湿地高5.21%、3.35%、13.59%和22.96%，添加铁碳微电解材料可以提高人工湿地对氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除率。Jia 等[20]构建了铁碳微电解强化型人工湿地技术，通过铁碳微电解填料中的电子传递作用显著提升了自养反硝化过程，地下水中硝酸盐去除率最高可达87%；同时利用生物炭的吸附功能及金属离子的絮凝、沉淀作用，实现了地下水中重金属(Cr 和Pb)的高效去除(75%～97%)。田开放[21]对比了传统人工湿地和铁碳微电解耦合人工湿地对不同浓度硫丹废水的处理效果，表明铁碳微电解耦合人工湿地系统能够有效适应高浓度硫丹的冲击，铁碳填料能够减轻硫丹对人工湿地微生物的不利影响，同时激活功能微生物活性。

反硝化脱氮是人工湿地脱氮的主要方式，尾水中可利用碳源不足限制了反硝化作用的进行，影响湿地系统的脱氮效率[22]，且冬季低温污染物去除效率低[23]这些是限制人工湿地进一步推广应用的重要原因之一。郑晓英等[24]构建了能够形成良好的好氧/缺氧环境的垂直流人工湿地(ICIE-VFCW)，研究表明ICIE-VFCW 全年、暖季、寒季TN 平均去除率较普通垂直流人工湿地分别提高13.72%、12.90%、16.17%，湿地基质掺杂铁炭可促进尾水中大分子有机物转化为小分子，为微生物提供更多可利用碳源，从而提高脱氮效果。

铁碳基质人工湿地具有较好的脱氮除磷效能、较低的运行费用、简单的管理维护等特点，非常适用于分散式的农村污水处理。随着农村水环境整治的大力推进，加快研究和应用铁碳基质人工湿地具有十分重要的社会经济效益。

5.在水处理中的应用发展趋势

近年来随着我国废水处理标准的日渐提高，铁碳微电解技术多反应机理协同作用、以废弃工业材料为原料的优点逐渐得到重视，尤其以废治废、环保友好的特点使其具有广阔的应用空间，结合工艺特点及最新研究，我们认为铁碳微电解在水处理中的应用发展趋势主要有以下几个方面：

文章来源：《工业水处理》 网址: http://www.gysclzz.cn/qikandaodu/2021/0301/658.html