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(1) 電極反應

鐵炭微電解是基于電化學中的原電池反應。當鐵和炭浸入電解質溶液中時，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數的原電池系統,在其作用空間構成一個電場。

鐵炭原電池反應：

陽極：Fe - 2e → Fe2 　　 E (Fe/Fe2 ) = 0.44V

陰極：2H 2e → H2　　 E (H /H2) = 0.00V

當有氧存在時,陰極反應如下：

O2 4H 4e → 2H2O　　 E (O2) = 1.23V

O2 2H2O 4e → 4OH-　 E (O2/OH-) = 0.41V

　一般微電解反應為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開而形成原電池反應。這種鐵炭接觸不利于電子的轉移，電荷效率較低，因此廢水中有機物的去除效率一般也較低。同時當鐵炭一旦分層將更不利于有機物的去除。

架構而形成的原電池反應：這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問題，因此更有利于電子的轉移，電荷效率較高，廢水中有機物的去除效率也較高

　(2) 氧化還原反應

　鐵的還原作用

鐵是活潑金屬，在酸性條件下可使一些重金屬離子和有機物還原為還原態，例如：

（1）將汞離子還原為單質汞：

（2）將六價鉻還原為三價鉻：

（3）將偶氮型染料的發色基還原：

（4）將硝基還原為胺基：

　　　 鐵的還原作用使廢水中重金屬離子轉變為單質或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解為小分子無色物質，具有脫色作用，同時提高了廢水的可生化性。

　氫的氧化還原作用

電極反應中得到的新生態氫具有較大的活性。能與廢水中許多組分發生氧化還原作用，破壞發色、助色基團的結構，使偶氮鍵破裂、大分子分解為小分子、硝基化臺物還原為胺基化合物，達到脫色的目的。一般地，[H]是在Fe2＋的共同作用下將偶氮鍵打斷、將硝基還原為胺基。

　電化學附集

當鐵與碳化鐵或其他雜質之間形成一個小的原電池，將在其周圍產生一個電場，許多廢水中存在著穩定的膠體如印染廢水，當這些膠體處于電場下時將產生電泳作用而被附集。

在電場的作用下，膠體粒子的電泳速度可由下式求出：

式中： V——膠體粒子的電泳速度(cm／s)

——電位(V)

D——分散介質的介電常數

E——電場強度(V／cm)

——分散介質的粘度(Pa?S)

K——系數

從理論上計算20s就可完成電泳沉積過程。

物理吸附

在弱酸性溶液中，填料豐富的比表面積顯出較高的表面活性，能吸附多種金屬離子，能促進金屬的去除。

鐵的混凝沉淀

在酸性條件下，會產生Fe2 和Fe3 。Fe2 和Fe3 是很好的絮凝劑，把溶液pH調至堿性且有O2存在時，會形成Fe(OH)2和Fe(OH)3很好的絮凝劑，發生絮凝沉淀。反應式如下：

生成的Fe(OH)3 是膠體絮凝劑，它的吸附能力高于一般藥劑水解得到的Fe(OH)3吸附能力。這樣，廢水中原有的懸浮物，通過微電池反應產生的不溶物和構成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚。

　鐵離子的沉淀作用

在電池反應的產物中，Fe2 和Fe3 也將和一些無機物發生反應生成沉淀物而去除這些無機物，以減少其對后續生化工段的毒害性。如S2一、CN－等將生成FeS、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。

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