微電解鐵碳填料技術簡介

FCM-III創新催化微電解材料浸沒在廢水中進行微電解時，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數個微型原電池。這些細微電池是以電位低的鐵作為陽極,電位高的碳做陰極,在催化劑M存在的條件下，在廢水水溶液中發生電化學氧化-還原反應。反應的結果是有毒、長鏈及環狀雜原子有機物得到電子，發生開環、斷鏈等降解反應，毒性有機物官能團被破壞，微生物毒性消失、長鏈難生化降解有機物斷鏈轉化為易于生化降解的小分子有機物，環狀及雜環有機物開環轉化為易于生化處理的小分子化合物，同時鐵受到腐蝕變成二價或三價的鐵離子進入溶液。由于鐵離子在微堿性條件下有混凝作用,它與污染物中帶微弱負電荷的微粒異電相吸,形成穩定的絮凝物發生共沉而去除。

微電解技術是目前處理高濃度、難降解、難生化有機廢水的一種理想工藝，其工作原理基于電化學氧化—還原反應以及絮凝沉淀的共同作用，該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護方便，不需消耗電力資源等優點。該工藝用于難降解高難度廢水的處理，不僅能大幅度地降低COD，而且可大大提高廢水的可生化性。

（2）FCM-III創新催化微電解材料具有如下被證實了的功能：

（a）開環、斷鏈、提高可生化性及脫色：有機物參與陰極的還原反應，使官能團斷鏈降解，COD降低，廢水的可生化性(B/C值)提高，同時有機物雙鍵或其他共軛鍵斷開后，發色基團減少，降低了廢水色度；

（b）除雜原子（如硫、磷、鹵等）：含雜原子（如S）有機物經開環、斷鏈及進一步反應后，雜原子轉化為無機物（如硫化氫、硫化鈉等），zui終與鐵反應生成生成硫化鐵沉淀得以去除，如：Fe2++S2-→FeS↓; 

（c）除重金屬離子：例如銅離子等，與鐵碳材料反應后，銅被置換截留于填料上，從廢水中分離，得以凈化。六價鉻在酸性條件下，經鐵碳處理，還原為三價鉻，出水調PH至7-8，生成沉淀分離去除。

如：Cu2+  + Fe→Cu↓+Fe2+   

Cu2+  + Fe2+→Cu↓+Fe3+     

 Fe3+ + 3OH- →Fe(OH)3↓          

（d）破乳：廢水的膠體粒子和微小分散的污染物受電場作用，產生電泳現象，向相反電荷的電極移動，并聚集在電極上形成聚集體（如微小油粒聚集成油滴上浮）與水分離；

（e）混凝：陽極反應后生成的新生態Fe3+/Fe2+經堿（石灰）中和生成新鮮的Fe(OH)3絮體，具有*的吸附能力，將廢水中污染物吸附、凝聚分離，使水得以澄清；

（f）加成斷鏈提高可生化性：陰極生成的氫，具有很強的加成還原作用，可與長鏈、環狀大分子有機物反應，將有機物斷鏈分解，提高廢水的可生化性。

以上作用可以對化工廢水等水質復雜、含多種有毒有害物質化學物質的工業廢水zui終無害化處理具有廣譜凈化作用，具有巨大的經濟和社會效益。

2.2 FCM-Ⅲ微電解鐵碳填料不鈍化不板結的原理

普通微電解材料出現鈍化的根本原因：微電解屬于多相反應，反應主要集中在填料表面發生，在微電解過程中，會不斷產生Fe2+和Fe3+，PH上升，當鐵碳表面PH達到4以上時，Fe2+和Fe3+便在微電解材料表面形成氫氧化物絮狀物或氧化物。當鐵的氧化物附著在鐵的表面越來越密集時，氧化膜會阻礙微電解反應的繼續發生，鈍化現象開始產生，反應效率開始下降直到zui后變得極低。

FCM-III鐵碳微電解填料*鈍化不板結的原理：

（a）*制作工藝確保產品*鈍化。與市場上的填料相比， FCM-III鐵碳微電解填料將原料預處理制作成納米級極細的活性粉末，鐵、碳以及微量元素M以恰當的比例充分混合均勻，通過高溫技術加工而成，且不添加任何粘土等惰性成分，確保產品活性高效。這樣制成的產品，鐵-碳-M均勻分布構造，微電解反應產生的鐵離子附著在極細顆粒的鐵粒表面，由于鐵顆粒面積小故附著力也很小，很容易通過FCM-III曝氣系統和反沖洗系統脫落下來，隨廢水帶出微電解裝置，所以不會產生氧化鐵膜的粘附，*避免鈍化和板結。

（b）規整球形，便于布水布氣和反沖洗。FCM-III系列鐵碳微電解填料是規整圓球狀，并且可根據客戶需求制作成相應粒徑的尺寸（范圍可在1-30mm），均勻的外形尺寸，填料在反應床中堆積重量和孔隙均勻分布，有利于布水和布氣的均勻，提高系統運行的傳質效率，同時避免在運行過程中形成溝流，防止由于不均勻布水布氣造成局部填料曝氣攪拌和反沖洗不足而鈍化。另外規整球形顆粒在氣體反沖過程中易于松床、膨脹，形成均勻反沖洗效果，顆粒表面截留的SS及反應產物易于脫落，防止顆粒物和沉淀產物在材料表面積累造成填料鈍化、板結。

（c）保證措施：定期氣體反沖。對于少量殘留在填料表面的反應產物，可定期進行氣體反沖，確保材料表面清潔無沉積，*鈍化不板結。反沖間隔通常設置為24-48h/次，每次反沖洗時間約為10-20min。相比于用酸洗活化來說，操作簡單，成本更低，效果更好。

2.3 FCM-Ⅲ催化微電解材料主要特點及技術優勢

（1） 專為環保廢水治理研制生產

    FCM-III創新環保微電解材料是一代鐵-碳-M一體化催化鐵碳微電解環保材料（號：ZL200910198628.6），為規整球形，顆粒尺寸為φ14-18mm，與廢水反應活性強，處理效果好，顯著區別于市場上采用煉鋼球團的改型產品（扁圓形20x30mm）。

（2） 微孔發達堆密度低

FCM-III創新環保微電解材料對密度可以達到1.1-1.3g/cm3,微孔發達，比表面積大，反應活性強，采用高溫磁化構架、微孔活化技術，表面Zeta電位高，能大幅度降低污染物開環、斷鏈及降解反應的活化能，提高反應速率和凈化效率。

（3） 規整球形結構傳質效率高，反應更*，易于反洗

FCM-III創新環保微電解材料采用規整球形結構，填充空隙更均勻，廢水與顆粒表面接觸更充分，傳質效率更高，反應更*。

所有濾床結構填料，在過濾過程中都需要定期反洗。FCM-III創新環保微電解材料采用規整球形結構，低密度，反洗更容易，使用管理更方便。

（4）鐵-碳-M均勻分布，電化學反應效率更高

FCM-III創新環保微電解材料生產加工采用納米級原料混合成球，鐵-碳-M元素混合均勻，正負電極對數量更巨大，放電反應過程電子傳遞阻力更小，反應更高效，除污、解毒、降解能力更強，凈化效率更高。

市場上煉鋼球團（扁圓形）鐵碳中的碳片數量少，分布不均勻，反應效率自然較低。扁圓形結構堆集填充后空間不均勻，廢水與填料接觸傳質效率低，影響總體處理效果。

（5） 不鈍化，不板結、不堵塞

FCM-III創新環保微電解材料將微電解正負極材料及催化元素有機地結合到一體，即在單個顆粒內同時形成無數個正負電極對，使放電反應永遠暢通無阻，電極之間間距短，放電阻力小，由于正負電極對一體化可以反沖洗，因此從根本上避免微電解材料表面致密氧化物形成和鈍化現象的發生。真正實現不鈍化，長期維持穩定活性。

另外規整的球形結構，可輕松進行定期反沖洗，從根本上解決使用過程中材料間雜質堵塞、填料板結等問題。

（6） 消耗量小，運行成本低

FCM-III創新環保微電解材料催化活性強、放電反應效率高，去除單位COD微電解材料消耗量少，產生污泥量小，處理成本低。

（7） 預處理（解毒）作用穩定確保后續生化高效運行

    加藥及高級氧化等預處理工藝在來水水質波動時反應條件控制往往滯后，不能充分保障出水水質，容易對后續生化處理造成破壞性影響（這也是以往高濃度有毒工業廢水生化系統難以穩定高效運行的根本原因）。而FCM-III創新環保微電解材料采用濾床方式，來水水質波動對出水水質影響小，能充分確保出水水質可生化性滿足后續生化處理要求，維持生化處理單元平穩高效運行，zui終確保出水水質達標。

（8）系列產品針對性更強，更高效

FCM-III系列創新環保微電解材料根據不同廢水類型研發型號產品，初步形成含重金屬廢水、石油廢水、高色度廢水、化工制藥廢水等微電解系列產品，其針對性更強、技術更專業、處理效率更高。