鐵碳微電解填料是一種新型的水處理材料，一般用在高濃度廢水處理或者難降解污水處理方面，鐵碳微電解填料一次裝填后不用更換，只用每年根據(jù)消耗量來(lái)增加鐵碳填料的數(shù)量。今天我們就來(lái)講解下鐵碳微電解填料的發(fā)展歷程。微電解工藝是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的良好工藝，又稱為內(nèi)電解法、零價(jià)鐵法、鐵屑過(guò)濾法、鐵碳法。該工藝具有適用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單、處理效果好等特點(diǎn)，己成功應(yīng)用于印染、電鍍、制藥、造紙、石油化工等廢水的處理。
目前隨著鐵碳微電解技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者不斷地改進(jìn)鐵碳微電解工藝，而微電解工藝是基于材料和設(shè)備，材料是其根本，本文從鐵碳微電解材料的演變過(guò)程介紹目前微電解材料的研究狀況。
鐵碳微電解填料的演變
1.1第一代鐵碳微電解填料
最早用微電解處理廢水，使用的基本都是鑄鐵毛坯切削過(guò)程中的粉末狀下腳料，即鑄鐵屑或鐵刨花材料，通常將這種材料稱為第一代鐵碳微電解填料。其主要有效成分為鐵元素，在這其中還包括一些少量的元素，例如碳、硅、錳等成分。
第一代鐵碳微電解填料雖成本相對(duì)較低，但鐵屑中的雜質(zhì)含量有限，因此導(dǎo)致形成的微電解數(shù)量也就比較少，電子密度和傳遞率比較小。微電解填料中鐵的作用還是以還原作用為主，且在實(shí)際運(yùn)行中存在鐵屑結(jié)塊、堵塞、填料更換困難等問(wèn)題，所以對(duì)廢水中污染物的降解轉(zhuǎn)化效率是有限的，有待進(jìn)一步的探索和改進(jìn)。
1.2第二代鐵碳微電解填料
微電解法在處理過(guò)程中多采用鐵炭固定床，但固定床運(yùn)行一段時(shí)間后由于鐵的腐蝕使鐵屑表面生成一層金屬氧化物和氫氧化物膜，致使鐵屑鈍化，易出現(xiàn)結(jié)塊和溝流；為了解決以上問(wèn)題，隨之出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)鐵碳床，主要有攪拌式鐵碳床、滾筒式鐵碳床以及鐵碳流化床等。以滾筒式鐵碳床為例，其原理是把鐵粉和鐵碳按比例裝入滾筒，利用滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鐵粉和鐵碳的轉(zhuǎn)動(dòng)，將這種形式的填料稱為第二代鐵碳微電解填料。
此類填料針對(duì)板結(jié)問(wèn)題在反應(yīng)設(shè)備中加入了攪拌設(shè)施，雖對(duì)克服板結(jié)起到一定作用，但是因?yàn)闆](méi)有從根源上面克服板結(jié)的條件，短期內(nèi)也會(huì)因?yàn)樾D(zhuǎn)力矩越來(lái)愈大而導(dǎo)致電機(jī)功率不夠用，再加上設(shè)備占地面積大，維護(hù)費(fèi)用較高，最終致使設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.3第三代鐵碳微電解填料
為了提高微電解填料對(duì)廢水的處理效率，人們嘗試?yán)酶邷責(zé)Y(jié)微孔技術(shù)對(duì)微電解填料的制備過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化處理，主要通過(guò)在鐵粉和鐵碳中加入結(jié)合劑（比如黏土），壓制成型，然后無(wú)氧燒結(jié)成規(guī)整填料，將這種填料稱為第三代鐵碳微電解填料。
第三代鐵碳微電解填料具有類似活性炭疏松多孔結(jié)構(gòu)，有較大的比表面積，能夠達(dá)到增加其吸附性能的效果，防止填料板結(jié)堵塞，通過(guò)對(duì)鐵碳填料進(jìn)行形狀規(guī)整化處理，再加之高溫?zé)Y(jié)微孔技術(shù)處理，可明顯提高填料自身的綜合處理性能。雖然基本上解決了板結(jié)的問(wèn)題，但由于加入了比重較大的無(wú)效成分（如黏土或膨潤(rùn)土），反應(yīng)過(guò)程中黏土或膨潤(rùn)土不會(huì)消耗，致使產(chǎn)生的污泥量較大，且填料表面的鐵消耗以后，里面的鐵被黏土包圍，使得反應(yīng)效果開(kāi)始有一定程度的下降。
1.4第四代鐵碳微電解填料
第四代鐵碳微電解填料是在第三代鐵碳填料的基礎(chǔ)上做了更進(jìn)一步的改進(jìn)，幾乎不用其他結(jié)合劑（如黏土），只用極細(xì)且占比重較大的鐵粉和碳粉，再加以微量元素，壓制成型后無(wú)氧燒結(jié)即可，其鐵和碳總含量能達(dá)到98%以上。
第四代鐵碳微電解填料由于將原料制作成極細(xì)的粉末，鐵粉、碳粉以及微量元素以恰當(dāng)?shù)谋壤浞只旌暇鶆颍蛊淙魏蔚胤蕉季鶆蚍植迹?dāng)表面的鐵反應(yīng)析出后，表面的碳隨著構(gòu)架的松動(dòng)而剝離表面，即填料永遠(yuǎn)保持同等的質(zhì)量配比。當(dāng)氧化物附著在極細(xì)顆粒的鐵的表面時(shí)，其附著力很小，容易通過(guò)曝氣或反沖脫落下來(lái)，并且由于制備時(shí)幾乎不添加任何黏土等惰性成分，確保了填料自身產(chǎn)生的污泥量特別少，此種填料屬于目前新型的鐵碳微電解填料。