鐵屑在絮體上的電附著及其對反應的催化作用。電池反應產物的凝聚、新絮體的吸附和床層過濾綜合作用的結果。其中，主要作用是氧化還原和電團聚。廢鐵的主要成分是鐵和碳。當它浸泡在電解質溶液中時，Fe和C之間存在1.2v的電極電位差，因此會形成無數的微電池系統，在其作用空間內形成電場。陽極反應會生成大量的Fe2+,然後氧化成Fe3+,形成具有高吸附和絮凝活性的絮凝劑。陰極反應產生大量新的生態[H]和[O]。在酸性條件下，這些活性組分可與廢水中的多種組分發生氧化還原反應，導致有機大分子的斷鏈降解，從而消除有機物尤其是印染廢水的色度，提高廢水的可生化性，陰極反應消耗大量H+並產生大量OH-，也提高了廢水的pH值。
當廢水與鐵和碳接觸時，會發生以下電化學反應:
陽極:Fe-2e——→Fe Eo(Fe/Fe)= 0.4
陰極:2H++2e—→H2 Eo(H+/H2)=0V。
當氧氣存在時，陰極反應如下:
O2+4h++ 4e——→2H2O Eo(O2)= 1.23v
O2+2H2O+4e——→4OH-Eo(O2/OH-)= 0.41V
在壹些實驗中，鐵炭反應後加入H2O2，陽極反應生成的Fe2+可以作為後續催化氧化處理的催化劑，即Fe2+和H2O2形成Fenton試劑氧化體系。陰極反應產生的新生態[H]能與廢水中的多種成分發生氧化還原反應，破壞染料中間分子中的發色基團(如偶氮基團)，使其脫色。通過鐵碳曝氣反應，消耗了大量氫離子，提高了廢水的pH值，為後續的催化氧化處理創造了條件。
根據催化氧化原理，加入適量的H2O2溶液和廢水中的Fe2+形成試劑，具有很強的氧化能力，特別適用於難降解有機廢水的處理。芬頓試劑具有很強的氧化能力，因為HO被Fe分解產生OH(羥基自由基)。
生化性能提高和色度去除的機理
微電解對色度去除效果明顯。這是因為電極反應產生的新生態二價鐵離子具有很強的還原能力，可以將某些有機物的發色團硝基-—NO2和亞硝基-NO還原為氨基-—NH2，其他氨基類有機物的生物降解性明顯高於硝基類有機物。新生態中的二價鐵離子還能打開壹些不飽和發色團(如羧基-—COOH、偶氮-N=N-)的雙鍵，使發色團被破壞，色度被去除，壹些難降解的環狀、長鏈有機物被分解成可生物降解的小分子有機物，從而提高生物降解性。此外，二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑，尤其是新生的二價鐵離子具有較高的吸附絮凝活性。調節廢水的pH值，可以使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沈澱，吸附廢水中的懸浮或膠體顆粒和有機聚合物，進壹步降低廢水的色度，去除部分有機汙染物，凈化廢水。
自誕生以來，微電解處理廢水就引起了國內外環保研究者的關註，並做了大量的研究！專利多，實用技術成果多。近年來，微電解處理工業廢水發展非常迅速，已應用於印染、電鍍、石化、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產和含砷含氟廢水等工業廢水處理工程，收到了良好的經濟效益和環保效果。微電解法對廢水脫色有很好的處理效果，且運行成本低，在我國將有很好的工業應用前景。
目前國內外的微電解設備都是固定床，其特點是結構簡單，推流性能好，但存在很多實際問題:壹是效率不高，反應速度不快；二是床容易板結，造成短路和死區；第三，鐵屑補充了勞動強度。
內電解法處理工業廢水存在的問題
內電解對不同結構和性質染料的作用機理不同，有必要進壹步探索脫色減汙機理和最佳處理工藝。根據各類染料的特性，特別是在處理高濃度廢水時，需要找出適合的混凝、生化法和曝氣氧化法相結合的工藝，以有效克服該方法去除率低的缺點。
解決了酸性廢水電化學衰減率高，而中性酸性廢水電極吸附和新鐵離子水解絮凝性好的矛盾。篩選有效的催化劑和添加劑，在較寬的PH範圍內充分發揮電化學衰減燭和絮凝吸附的最佳效果。特別是在酸性廢水中，雖然脫色率高，但鐵溶出量和汙泥量大。應采取有效措施，盡量減少汙泥量，降低汙泥含水率，避免二次汙染。選擇合適的鐵屑活化方法，設計合理的濾床，可以解決鐵屑易鈍化、結塊導致竄槽的缺點，提高處理效率。
問題與對策
作為壹種廢水處理裝置，鐵床在理論和實踐上都需要進壹步完善。在實際運行中，填料鈍化、板結和出水“返色”現象時有發生，必須在實際工程中妥善解決。
1)對填料的鈍化作用
鐵床運行壹段時間後，填料表面會形成鈍化膜，廢水中的懸浮顆粒也會部分沈積在填料表面，從而阻礙填料與廢水的有效接觸，導致鐵床的處理效果降低。鐵床運行周期應根據實際運行情況確定，壹般為20 d左右，浸泡活化時間可為2-3 h。
2)關於包裝硬化的問題
鐵床填料板結不僅導致鐵床內廢水流態惡化，降低處理效果，而且大大增加了填料更換的難度。
通過在鐵床填料中加入適當的輔料，可以有效避免填料板結的現象，同時有利於氣體、液體、固體硯臺的充分接觸，提高處理效果。輔料可以是X50聚乙烯多面體空心球。
使用流化床裝置還可以解決鐵床填料的板結問題。然而，這種裝置的應用受到高投資成本、運行成本和運行管理要求的限制。
鐵碳內電解柱運行壹段時間後，鐵屑容易結塊，出現溝流，極大地影響了處理效果。目前，吳等人利用高頻成孔技術可以有效地防止鐵屑團聚的發生，但這種技術還需要進壹步的研究和改進。
采用鐵炭流化床反應器預處理染料廢水，克服了固定床鐵炭反應器表面易鈍化、填料易結塊、運行效果隨運行時間延長而逐漸降低的缺點。
對反應器內部結構進行適當調整後，傳統的固定床工藝可以方便地轉化為流化床工藝。這樣既能提高預處理效果，又大大方便了設施的運行和操作管理。
3)關於鐵床出水的“返色”問題。
部分染料廢水經鐵床脫色後，顏色在短時間內逐漸加深。至於這種“返色”現象的原因，壹般認為是鐵床填料與廢水發生反應，破壞了染料分子的生色或發色基團，但染料分子只是轉化為無色的小分子有機物，這些小分子有機物仍然存在於廢水中，並且這些小分子有機物具有壹定的逆反應趨勢。但筆者通過實驗發現，對於某些類型的染料廢水，當中和沈澱的pH值為8-8時。5、這種“返色”現象不僅表現在廢水顏色逐漸加深，還表現在廢水逐漸渾濁，靜置時間長了會出現少量顏色較深的沈澱物。經過分析，這是Fe (OH)3沈澱。這個現象很容易解釋:Fe2+被氧化成Fe3+，它們的水解產物Fe(OH )2和Fe(OH) 3的溶度積常數相差1021倍以上。
基於以上分析，筆者認為完全去除Fe2+會在壹定程度上加劇這種“返色”現象。因此，要解決鐵床出水的“返色”問題，不僅要在後續處理過程中徹底去除顯色母體，而且要在中和沈澱過程中調節pH值至9以上，使Fe2+完全沈澱或加入適當的氧化劑(如O2、H2O2、O3)使Fe2+迅速氧化成Fe3+，然後以Fe (0H)3膠體的形式沈澱出來。
4)鐵炭法通常在酸性條件下進行。但在酸性條件下，溶解的鐵屑量大，加堿中和時生成的沈澱物多，增加了脫水工序的負擔，廢渣處理成為難題。目前，廢渣壹般被送到煉鐵廠處理或混合制成建築材料。
鐵碳微電解註意事項:
1.微電解包裝在使用前應防水防腐。壹旦運行，它應該始終受到水的保護。不宜長時間暴露在空氣中，以免在空氣中被氧化，影響使用。
2.微電解系統運行過程中應註意適當曝氣，不允許長時間重復曝氣；
3.微電解系統不宜長時間在堿性條件下運行；
4.其他預防措施可以基於微電解的基本原理。含油廢水必須首先與油分離。
5.對於壹些特殊廢水，鐵炭微電解工藝只能斷鏈，即將大分子鏈斷裂成更小的小分子鏈物質，COD不降反升。在這種情況下，芬頓工藝將作為壹種補充，以達到更好的電解效果。