1、鐵炭微電解的作用機理
       1.1、微電解工作原理：
       一般原理：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的電電位差，因而會形成無數的微電池系統，在其作用空間構成一個電場。陽反應產生的新生態二價鐵離子具有較強的還原能力，可使某些有機物還原，也可使某些不飽和基團（如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-）的雙鍵打開，使部分難降解環狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性。此外，二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價鐵離子具有高的吸附-絮凝活性，調節廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分子，可進一步降低廢水的色度，同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化。陰反應產生大量新生態的【H】]和【O】，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解，從而消除了有機廢水的色度，提高了廢水的可生化性。

       鐵炭原電池反應：
       陽：Fe - 2e → Fe₂+    E（Fe/Fe₂+） = 0.44V
       陰：2H+ + 2e → H₂    E（H+/H₂） = 0.00V
       當有氧存在時，陰反應如下：
       O₂ + 4H+ + 4e → 2H₂O    E（O₂） = 1.23V
       O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH-   E （O₂/OH-） = 0.41V
       1.2、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不利于有機物的去除。
       1.3、鐵炭包容式微電解反應為：鐵原子與炭原子是相互包容組成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、 鐵炭微電解技術在廢水處理中的應用進展
       2.1、在印染廢水處理中的應用
       鐵炭微電解技術作為一種新的廢水處理手段初就是應用于印染廢水的處理，并取得良好的效果。印染廢水中的有機污染物主要來源于染料及染整添加劑，近年來由于印染技術的不斷進步和有機合成染料新產品的不斷出現，使得印染廢水具有pH低，色澤深，毒性大，生物可降解性差等特點。因此，鐵炭微電解用于印染廢水的處理體現出了其他工藝不可比擬的優勢。
       經過試驗分別對色度300倍，COD為602mg/L，pH為9.76和色度700倍，COD為1223mg/L，pH為5.76 的兩種不同的印染廢水進行處理，研究發現，當鐵炭體積比為1：1，pH為3.0左右，反應時間20～30 min時，對色度的去除率能夠達到95%以上，同時COD的去除率能也能夠達到60~70%。
       用鐵炭微電解法對印染廢水進行處理，結果表明pH為3，接觸時間20～30 min，色度的去除率都能達到90%以上，COD去除率也能達到60%左右。
       對于COD很高或者出水要求較高的印染，單純的用鐵炭微電解工藝處理并不能達到出水要求，常使之與其他的高級氧化處理工藝相結合，作為生物處理的預處理。對原水COD為11000mg/L，pH為6，色度為8000倍的印染廢水采用鐵炭微電解法進行預處理，當鐵粉粒徑為18目，焦炭粒徑為2～4mm，鐵粉和焦炭比為1：1，水里停留時間為60～90min時，脫色率達到了90%以上，BOD/ COD 值從原來的0.23 提高到0. 59，大大提高了后續生物處理的COD去除率。
2.2、在造紙廢水處理中的應用
       造紙廢水主要來源于制漿過程中的蒸煮、清洗、篩分、漂白。廢水中含有大量的木質素等難以生物降解的物質，許多的造紙企業在經過一級物化、二級生化處理后出水的CODCr、色度等各項排放指標都不能達到國家造紙工業水污染物排放一級標準。
       針對用白腐菌-厭氧-好氧生物法處理造紙黑液的出水色度過高，而COD也不能達標的現象，利用鐵炭微電解反應柱對出水進行脫色與去除COD的研究，發現在常溫下，鐵炭質量比2:1，初始pH值4.5~5.5 之間，反應時間為30~40min，終色度與COD 的去除率分別達到94.2%與68.9%，出水達到了行業排放標準。
       采用強化的鐵炭微電解對制漿造紙二級出水進行深度處理，在鐵炭微電解反應體系中加入適量的H2O2，使電解產生的Fe2+與H2O2形成Fenton試劑，與鐵炭微電解協同作用，強化微電解反應后用Ca（OH）₂調節出水的pH值至中性，并與電解液中的Fe₂+和Fe₃+生成Fe（OH）₂和Fe（OH）₃絮體，進一步網捕水中的CODCr并去除了水中的Fe₂+和Fe₃以及SO₄₂+等離子，使溶液的色度進一步得到改善。研究結果表明，當溶液初始pH 值為3.0 、活性炭投加量8.0g/L、鑄鐵屑40.0g/L 、H2O2 7.17mmol/L 以及反應時間60min，用Ca（OH）₂的投入量為8.0g/L時，總CODCr和色度去除率分別達到75%和95%，達到了國家造紙工業水污染物排放一級標準（GB3544—2001）。
2.3、在焦化廢水處理中的應用
       目前我國對焦化廢水主要的處理工藝主要是A/O和A-A/O工藝，但是由于出水中含有高濃度的氨氮、高毒性的CN和以及難以生物降解的有機物等，對微生物均有抑制作用。因此，有人利用微電解技術對A₂/O進水或者出水分別進行預處理和深度處理，后使出水達到了國家一級排放標準。利用鐵炭微電解和Fenton試劑聯合氧化法對焦化廢水進行預處理的試驗研究，通過單因素實驗法確定了好工藝條件，在鐵炭比為4，用量分別為300mg/L和75mg/L，H2O2的用量為1000mg/L，pH值為3，反應時間為20min時，COD、NH₃-N和CN-的去除率分別為61.2%、74%、56.2%和74.3%。B/C比由0.189提高到0.387，大大降低了后續生物處理的有機負荷并提高了生物處理的效率。
2.4、在制藥廢水處理中的應用
       目前，制藥廢水處理面臨的主要問題是污染物種類多、濃度高且成分復雜，沖擊負荷大，部分廢水中抗生素的存在抑制生化處理時微生物的生長，可生化性差，色度高等特點。
       工程實踐表明，鐵炭微電解法對各種成分的制藥廢水COD、色度都具有較好的去除效果，同時B/C有所提高。