內(nèi)電解法是利用鐵屑作為濾料組成濾池，廢水經(jīng)濾池發(fā)生的一系列電化學(xué)及物理化學(xué)反應(yīng)使污染物得到處理的一項(xiàng)新型廢水處理技術(shù)[1-4]。利用該法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理可降低廢水中的CODCr的含量，去除水中色度，提高廢水可生化性，并通過(guò)混凝作用降低污染負(fù)荷。內(nèi)電解法具有使用范圍廣、處理效果好、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)[5]。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外對(duì)內(nèi)電解的科研成果，論述其基本原理、工業(yè)應(yīng)用、改進(jìn)方式及發(fā)展中存在的一些問(wèn)題，并探討了今后的研究應(yīng)用及方向。

1 基本原理

內(nèi)電解法是利用廢水中的有些組分在有導(dǎo)電介質(zhì)存在時(shí)，自發(fā)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)兼有絮凝、吸附、共沉淀等綜合作用的一種廢水處理方法[6]。如鐵碳微粒在廢水中接觸后，利用氧化還原、絮凝等方式去除廢水中污染物。

1．1 原電池反應(yīng)

碳鑄鐵屑和惰性焦炭顆粒浸于電解質(zhì)溶液時(shí)，形成微小原電池，在其作用空間上形成電場(chǎng)。在電位較低的鐵陽(yáng)極上，鐵失去電子生成Fe2+進(jìn)入溶液，電子流向碳陰極。在陰極附近，溶液中溶解氧吸收電子生成OH－，在偏酸性溶液中，陰極產(chǎn)生新生態(tài)[H]，進(jìn)而形成氫氣溢出。電極反應(yīng):

陽(yáng)極(Fe) :

Fe→Fe2++ 2e  E0 (Fe2+/Fe) =-0．44 V (1)

陰極(C) :

2H++2e→2[H]→H2↑(酸性環(huán)境)

E0 (H+ /H2) = 0 V (2)

O2(g) + 2H++2e → H2O2(aq)

E0(O2 /H2O2) = + 0．68 V (3)

充氧時(shí):

O2+4H++ 4e → 2H2O(酸性溶液中)

E0(O2 /H2O) = + 1．23 V (4)

O2+2H2O+4e→ 4OH- (中性或堿性環(huán)境中)

E0(O2 /OH) = + 0．40 V (5)

1．2 氫的還原作用

電極陰極產(chǎn)生新生態(tài)氫具有較大的活性，能與廢水中某些組分發(fā)生還原作用，破壞發(fā)色物質(zhì)發(fā)色結(jié)構(gòu)，使偶氮基斷裂，大分子分解成小分子，硝基化合物還原為胺基化合物，達(dá)到脫色的目的且使廢水組成向易生化方向轉(zhuǎn)變[5]。

1．3 鐵的混凝作用

從陽(yáng)極得到的Fe2+離子在有氧和堿性條件下會(huì)生成Fe(OH)2和Fe(OH)3。具有強(qiáng)吸附能力的Fe(OH)3膠體吸附廢水中的懸浮物、一些不溶物及不溶性染料，使其凝聚沉降[7]。

1．4 鐵屑的還原吸附和活性炭吸附作用

在弱酸性溶液中，比表面積豐富的鐵屑利用其較高的表面活性吸附多種金屬離子，促進(jìn)金屬去除。而鑄鐵是多孔性物質(zhì)，利用高表面活性吸附廢水中有機(jī)污染物[5]。活性炭吸附能力強(qiáng)，廢水中的固體顆粒易被它吸附。

1．5 電泳作用

在微電池周圍電場(chǎng)作用下，廢水中膠體狀態(tài)的帶電污染物在靜電引力和表面能的作用下，向帶有相反電荷的電極移動(dòng)，附集并沉積在電極上而得以去除[8]。

2 應(yīng)用研究

現(xiàn)在，內(nèi)電解法被廣泛應(yīng)用到廢水處理工藝中，如石化廢水，電鍍工藝廢水，印染廢水，單晶硅工業(yè)生產(chǎn)廢水，PCB 絡(luò)合廢水等。

2．1 印染廢水

張冀鄂等[9]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鐵屑內(nèi)電解法在印染廢水預(yù)處理中，脫色率可達(dá)90%以上，去除部分CODCr的同時(shí)廢水B/C 可達(dá)到0．31。張亞靜等[10]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鐵碳內(nèi)電解處理污染不嚴(yán)重的印染廢水和可溶性染料時(shí)，脫色率可達(dá)90% 以上，CODCr去除率達(dá)70%左右。而利用內(nèi)電解法和生物有氧過(guò)濾結(jié)合，處理含有溴乙酸的染料廢水，大部分的污染物含量會(huì)減少[11]。

2．2 焦化廢水

工業(yè)中，用生物法處理焦化廢水中的氮，需大量硝酸鹽回流，還要另加碳源維持微生物生長(zhǎng)[12]。處理時(shí)間長(zhǎng)，投入成本大。潘碌亭等[13]研究得出焦化廢水經(jīng)鐵炭?jī)?nèi)電解處理，污染物質(zhì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，大分子難降解物質(zhì)變?yōu)樾》肿右捉到馕镔|(zhì)。且可去除大部分的酚和硫化物，使廢水毒性降低。范可等[14]的實(shí)驗(yàn)研究得出，內(nèi)電解法對(duì)焦化廢水處理后，CODCr去除率為55% ～ 65%，出水CODCr的濃度可以達(dá)到鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13456 1992) 中二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

2．3 生活廢水

生活廢水污染物成分復(fù)雜多樣，為達(dá)處理要求常需幾種方法組成處理系統(tǒng)。林美強(qiáng)等[15]用微電解－電解法處理餐飲廢水的實(shí)驗(yàn)表明，微電解預(yù)處理廢水可有效去除部分污染物，提高污水導(dǎo)電性，減少電極表面污垢，延長(zhǎng)電極壽命，降低處理成本。且在適宜條件下，用鐵屑微電解－共沉淀法處理屠宰場(chǎng)廢水，色度去除率可達(dá)100%，CODCr去除率達(dá)92．68%[16]。

2．4 其他廢水

在其他實(shí)驗(yàn)中，分別利用凝固法、電解法和內(nèi)電解法對(duì)農(nóng)藥生產(chǎn)廢水進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)果顯示，內(nèi)電解是其中處理效果好、成本低的最具潛力方法[17]。蔣珍菊等[18]利用內(nèi)電解法對(duì)油田廢水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，混凝沉降后的油氣田廢水，在一定條件下通過(guò)微電解裝置，能完全脫色，COD 大大降低，可生化性提高。且進(jìn)水水質(zhì)的差異對(duì)去除效果影響不大，工藝簡(jiǎn)單。

但對(duì)有些廢水并沒(méi)有利用內(nèi)電解法進(jìn)行大量處理，不僅是因?yàn)閷?duì)鐵碳內(nèi)電解法的原理尚未完全了解，更是因?yàn)閮?nèi)電解在處理污水的過(guò)程中仍存在一些需要研究改進(jìn)的缺點(diǎn)。