磷是引起水体富营养化最关键的因素之一,为应对水体富营养化危机,经济高效的水体除磷工艺至关重要。铁碳微电解技术利用活泼金属铁的易腐蚀特性,与惰性物质碳可构成铁碳原电池而对水中的污染物进行去除,目前被广泛应用于废水处理中。针对传统铁碳微电解工艺长期使用过程易钝化板结的弊端,本课题开发了具有规整粒径的铁碳微电解填料,并结合曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,简称BAF)工艺对污水中的磷进行强化去除。本研究以还原铁粉和活性炭粉为骨架,在高温条件下制备新型微电解填料,研究最佳制备工艺条件;进行铁碳微电解的影响因素分析,并结合吸附动力学及吸附等温线研究揭示填料的吸附除磷特性,解析其除磷机理;模拟曝气生物滤池探究铁碳填料在实际应用中作为滤料的可行性及其对污染物的去除效能。通过正交试验确定了影响铁碳填料性能的主要因素:原料配比和焙烧温度为主要因素:通过单因素试验确定了铁碳填料的最佳制备条件:还原铁粉:活性碳粉=3:1,焙烧温度为600℃,保温时间为20 min。本研究考察了填料投加剂量、溶液pH、吸附时间、初始浓度和溶解氧浓度等环境因素对吸附特性的影响。结果表明在200 mL磷溶液中4g铁碳填料、pH=2、吸附时间为36 h、溶解氧浓度为4-4.5 mg/L,初始浓度为10 mg/L时磷的去除率可以达到到93.2%。吸附等温线拟合结果表明铁碳填料更加符合Langmuir吸附等温模型,以单分子层的吸附作用为主:动力学模型则更加符合伪一级动力学,以物理吸附为主。通过对铁碳填料的电解行为进行分析,铁离子的释放速率和废水中铁离子的浓度是铁碳填料除磷的关键。将铁碳填料与曝气生物滤池联用,结果表明当初始磷浓度小于30 mg/L时,总磷的去除率在90%以上;当初始磷浓度为50 mg/L,HRT=6 h,溶解氧浓度为4 mg/L时,COD、氨氮和总磷的去除率分别达到85%、80%和55%。结果表明铁碳微电解填料具有较高的除磷效率,同时对于氨氮和COD也有较好的去除效果,应用于曝气生物滤池的滤料可强化水体除磷,研究成果对于铁碳填料微电解除磷工艺的实际应用,具有重要意义。