一、什(shi)么叫铁碳池？

铁碳池就是一个池子。是将废铁屑与(yu)惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤等) 颗粒按一定的质(zhi)量比或者体积比作为填(tian)料(liao)装入池中对废水尤其是化工废水进行预处理的方法(fa)。

一般工业废水中含有抑制(zhi)好氧微生物生长(chang)的有毒物质(zhi)，属生物难降解有机废水，通常BOD₅∶COD_Cr在0.05到0.15這個範圍。所以必須對這類(lei)廢水進行預處理。在實際工程上來說(shuo)，目(mu)前鐵碳法(fa)已成功應用於含鉻、氟、砷、油及合(he)成洗(xi)滌劑的工業廢水的處理。而通過鐵碳池可以顯(xian)著(zhu)提高廢水的可生化性，達到0.3以上，可有效減少(shao)廢水中有毒物質(zhi)對微生物的毒害作用，為進一步(bu)生化處理創造了有利(li)條件(jian)。

二、什(shi)么叫铁碳微电解？

当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差(cha)，废水中会形成无(wu)数(shu)个微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充(chong)氧条件(jian)下发生电化学(xue)反应，其反应过程如下：

阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe²⁺,

阴极(C) : 2H⁺+2e→ 2[H]→H₂,

从反应中看(kan)出，产生的了初(chu)生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学(xue)活性, 能改(gai)变(bian)废水中许多有机物的结构(gou)和特(te)性, 使(shi)有机物发生断链(lian)、开环等作用。若有曝气，即(ji)充(chong)氧和防止铁屑板(ban)结。还会发生下面的反应：

O₂+ 4H⁺ +4e→2H₂O；

O₂+ 2H₂O+ 4e→4OH^－；

2Fe²⁺ +O₂+4H⁺→2H₂O+ Fe³⁺。

反应中生成的OH^－是出水pH值升高的原因，而由Fe²⁺氧化生成的Fe³⁺逐(zhu)漸水解生成聚合(he)度大的Fe(OH)₃ 膠體絮凝劑, 可以有效地(di)吸附(fu)、凝聚水中的汙(wu)染物, 從而增強(qiang)對廢水的淨化效果。

三、铁碳微电解的影响(xiang)因素(su)（最(zui)佳工艺条件(jian)）

   看(kan)了十几篇文献，大家做了pH值、停留时间、铁碳比、曝气时间、进水COD浓度、温度对处理效果的影响(xiang)。下面把文献中的结论总结一下，再分(fen)析一下明(ming)水的数(shu)据情况。

1．pH值对处理效果的影响(xiang)

   pH值对铁碳处理有很(hen)大影响(xiang)，进水的pH值越低，COD_Cr 去除率越高。結論是進水pH值一般為2到4之間。原因低pH能提高氧的電極電位, 加大微電解的電位差(cha), 促進電極反應。但pH過低會導(dao)致鐵的消(xiao)耗(hao)量大, 產生的鐵泥也(ye)多，增加了處理費用。

问题：如果我们处理的工业废水不是酸性水怎么办？为碱性水或者偏碱性。是不是需要(yao)对进水进行酸化。其后出水还需要(yao)加碱（如果出水pH不高的话），运行费用合(he)算不合(he)算。这是设计的时候(hou)需要(yao)考(kao)虑的问题。

2、HRT对处理效果的影响(xiang)

  结论是停留时间从30min到120min，COD_Cr 去除率逐(zhu)步(bu)升高，其後再延長(chang)停留時間對出水效果影響(xiang)不大。明(ming)水的鐵碳池體積為50個立方，進水流量目(mu)前為4t/h，停留時間為12.5小時，所以在HRT方麵可以達到最(zui)優化效果。

3. 铁碳比: 铁碳按1∶1 的体积比或者质(zhi)量比为2：1装入反应器。

问题：怎么防止铁屑结块和表面钝化？

有人(ren)采用铁屑高频结孔技术，或者加入适(shi)当的辅料(liao)，如X50聚乙(yi)烯多面空心球。还有的说(shuo)在铁屑中外加碳粒, 这样既可加剧电化学(xue)反应, 提高处理效果, 还能维持填(tian)料(liao)层一定的空隙(xi)率, 保持良好的水力(li)条件(jian)，防止铁屑结块。

4．温度：在10℃的时候(hou)处理效果不好。温度提高, 电解速(su)度加快，但只要(yao)达到常温就可以到达预期的处理效果。

5. 进水COD浓度：对铁碳池反应几乎没有影响(xiang)。

6．曝气时间：,曝气量的增加会提高COD_Cr的去除率,增加了水中的溶解O₂。當曝氣量達到3 L/ min 後,COD_Cr去除率的提高就緩慢多了。

问题：以明(ming)水为实例，怎么控(kong)制(zhi)曝气量？他(ta)那只有阀门，没有流量计。明(ming)水的铁碳进水pH平均值为3.02，通过铁碳池后出水可以达到4.52，提升了1.5。进水的COD平均为5162.33mg/L，出水为4061.67mg/L，COD的去除率为21.3％。
  四、铁碳池对整(zheng)个系统(tong)运行的作用

   从文献资料(liao)上看(kan)，工业废水通过铁碳池后，可以降低废水的酸度，减少(shao)中和剂的使(shi)用量；废水的可生化性显(xian)著(zhu)提高；在最(zui)佳工艺条件(jian)下COD的去除率可达60％左右，有人(ren)做的实验甚至(zhi)到达90％以上；色度去除率大于90%。

五、铁碳池运行过程中出现的问题

1.前面提到的铁屑结块和表面钝化问题；

2.出水返色问题：由于铁屑被氧化成Fe²⁺離子，又生成Fe³⁺，它們的水解產物Fe(OH )₂和Fe(OH ) ₃是造成返色現象的主要(yao)原因，並(bing)且(qie)末完全去除的Fe²⁺會在一定程度上會加劇這種“返色”現象。

3.产生铁泥：这个好处理，可以送往炼铁厂或者掺(chan)合(he)制(zhi)作建筑材料(liao)。

补充(chong)一个问题：

看(kan)了这些(xie)文献发现只有1篇提到了关于铁碳池串(chuan)联，即(ji)多次微电解处理，他(ta)做的试验串(chuan)联了7个。得(de)到的结论是串(chuan)联越多COD呈逐(zhu)步(bu)下降趋势(shi)，但是到300mg/L时，无(wu)法(fa)进一步(bu)降低COD浓度。但是没有提到出水的pH值的变(bian)化情况。