Tác giả Limei Wu [28] đã tổng hợp vật liệu tổ hợp từ sắt và than hoạt tính có kích thước nano (Fe-C), có diện tích bề mặt riêng lớn và khả năng xử lý Cr(VI) tương đối nhanh và ổn định. Kết quả cho thấy rằng Fe-Cđã hình thành một quá trình nội điện phân làm tăng tốc độ phản ứng. Thời gian đạt trạng thái cân bằng là 10 phút, tốc độ phản ứng cao gấp mười lần các phản ứng háp phụ truyền thống, tỉ lệ loại bỏ Cr(VI) đạt tới 99,5%. Phân tích bằng phổ PXRD và XPS đã chứng
minh rằng hàm lượng Cr(VI) bị giảm nhưng không bị biến đổi thành Cr(III) trong dung dịch.
Năm 2014, Gang Qina và Dan Gong [17] đã sử dụng vật liệu Fe-than hoạt tính (GAC) để tiền xử lý nước thải nhà máy lọc dầu (PRW) trong hai trường hợp không có và có lò vi sóng. Các điều kiện tối ưu được xác định là: công suất vi sóng 500W, thời gian phản ứng 15 phút, khối lượng Fe là 30 g/L, khối lượng GAC là 5,75 g/L và pH ban đầu là 3. Trong điều kiện tối ưu, COD tương ứng với phản ứng có và không có hộ trợ của lò vi sóng lần lượt là 62,2%, 38,3% và khả năng phân huỷ sinh của nước thải được cải thiện rất nhiều.
Jingang Huang [23] cũng đã tiến hành quá trình keo tụ kết hợp nội điện phân (IME) với sự bổ sung H2O2 để xử lý các chất thải tại bãi chôn lấp nhờ công nghệ lọc nano (NF). Trong điều kiện pH ban đầu là 4, hàm lượng nhôm clorua polymer là 525 mg /L trong quá trình keo tụ, H2O2 là 0,75 mM, thời gian lưu thuỷ lực là 2 giờ trong một lò phản ứng IME có gas. Kết quả cho thấy hiệu quả loại bỏ đối với các chỉ số COD, tổng C hữu cơ, chất hữu cơ được hấp thụ ở bước sóng 254 nm và độ màu lần lượt là 79,2%, 79,6%, 81,8% và 90,8%.
Nước thải sản xuất dinitrodiazophenol được nhóm tác giả Hua Lin [19] xử lý bằng vật liệu nội điện phân Fe-C và Fe-Cu. Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong cùng một điều kiện hoạt động, vật liệu Fe-C làm giảm chỉ số COD nhiều hơn Fe- Cu và pH của nước thải có ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu suất phân hủy dinitrodiazophenol. Điều kiện tối ưu được xác định đối với Fe-C để xử lý dinitrodiazophenol là pH = 1, thời gian phản ứng 2 ngày, tỉ lệ mol Fe:C trung bình là 1,37 và nhiệt độ phản ứng 25oC; đối với Fe-Cu là pH = 1, thời gian phản ứng là 4 ngày, tỉ lệ mol Fe:Cu trung bình bằng 1,14 và nhiệt độ phản ứng là 30oC. Hiệu suất loại bỏ COD tương ứng với Fe-C và Fe-Cu lần lượt là 86,65% và 82,24%. Các mô hình động học được khảo sát cho thấy quá trình loại bỏ COD phù hợp với mô hình động học giả bậc hai. Nhóm tác giả Xun-an Ning [55] cũng sử dụng vật liệu Fe-C xử lý nước bùn thải dệt nhuộm. Kết quả chứng minh rằng quá trình nội
điện phân của vật liệu có thể cải thiện đáng kể khả năng xử lý bùn thải bằng cách phá vỡ cấu trúc khối bùn. Với các điều kiện tối ưu là thời gian 20 phút, pH ban đầu là 2,5, tỉ lệ khối lượng Fe:C là 1:1 với khối lượng Fe-C là 2,50 g/L Vật liệu Fe-C cũng được kết hợp với phương pháp Fenton để xử lý nước thải dược phẩm [54], nước thải trong các quy trình in, nghiền, tẩy trắng, làm giấy [56], [33]. Các ion Fe2+ được tạo ra trong quá trình nội điện phân có chức năng như thuốc thử fenton kết hợp với H2O2 sẽ bị oxy hoá giúp tăng cường giảm bớt COD và độ màu [33]. Ngoài ra, nhôm cũng được chọn làm kim loại bổ sung để cấu thành một hệ thống vật liệu điện phân đa thành phần Fe-C-Al với tỉ lệ tốt nhất được khảo sát là 3:1:1 [42]. Fe-C-Al được ứng dụng xử lý nước thải nhà máy lọc dầu với các giá trị tối ưu như pH ban đầu là 3, thời gian phản ứng là 80 phút và nồng độ phụ gia Na2SO4 là 0,05 mol/L.
Năm 2017, Qin Yuejiao [40] sử dụng vật liệu điện phân Fe-C kết hợp với H2O2 để xử lý nước thải có chứa nitrobenzene. Kết quả phân tích cho thấy có thể cải thiện quá trình chuyển đổi nitrobenzene thành anilin. Xúc tác H2O2 bị phân huỷ cũng với các ion Fe2+ được tạo ra trong quá trình điện phân giúp giảm các gốc hydroxyl và các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải để tạo thành CO2 và H2O. Zemeng Yang [60] và cộng sự cũng đã xử dụng Fe-C để đánh giá khả năng xử lý nước thải mô phỏng và nước rỉ tại bãi rác. Nghiên cứu đáng chú ý khi chỉ ra rằng các loại anion có ảnh hưởng đáng kể đến sự phân huỷ chất thải của Fe-C. Để tăng cường khả năng phân hủy của metyl da cam trong dung dịch nước nhóm nghiên cứu Peng Li [38] thực hiện phương pháp nội điện phân Fe-C kết hợp natri persulfate… Ngay cả các loại nước thải độc hại như nước thải thuốc trừ sâu với hàm lượng COD cao cũng đã được nghiên cứu xử lý bằng phương pháp vi điện phân với hiệu quả xử lý COD khá cao đạt 64% tại nhiệt độ 400oC.
Gần đây, năm 2019 nhóm tác giả Mengmeng Kang [31] đã sử dụng Fe-C kết hợp với các phụ gia khác để xử lý nước thải chứa dầu. Vật liệu được khảo sát có diện tích bề mặt SBET = 49,4667 m2/g, kích thướng lỗ xốp trung bình 2,6942
nm. Hiệu quả loại bỏ hàm lượng COD và dầu của 100 g/L nước thải dầu lần lượt là 79,82% và 91,68% sau 100 phút xử lý với các điều kiện sau: tỉ lệ khối lượng Fe:C là 5:1, phụ gia bentonite 20%, oxalat 1,5%, niken 6,78%, nung ở nhiệt độ 900oC trong 2 giờ. Vật liệu Fe-C được Xiaoying Zheng áp dụng vào vùng đất ngập nước (constructed wetland) nhằm loại bỏ đồng thời cacbon, nitơ và phốt pho trong nhà máy xử lý nước thải. Nghiên cứu cho thấy độ mặn có ảnh hưởng nhất định đế việc loại bỏ chất ô nhiễm: Khi độ mặn tăng từ 0,388% lên 0,511%, việc loại bỏ COD giảm từ 68,20% xuống 62,69%, trong khi đó, việc loại bỏ tổng nitơ (TN) tăng từ 72,02% lên 81,21%, đồng thời độ mặn cao làm tăng sự phong phú của vi khuẩn Nremoving trong hệ thống xử lý.
Đối với các nghiên cứu xử lý nước thải bằng màng sinh học nổi bật lên là vào năm 2012, Lei Qin và cộng sự [26] đã sử dụng màng lọc sinh học MBR mới kết hợp với phương pháp nội điện phân và đã được áp dụng thành công để xử lý nước thải nhuộm X-BR màu xanh dương. Các đặc tính tối ưu được khảo sát thành công qua tác dụng của các ion sắt được giải phóng ra, các tính chất của sinh khối và màng lọc. Hai loại MBR lai với các ion sắt (HMBR) và MBR cố định sắt (CMBR) được nuôi cấy song song. Đặc điểm thành phần trong các MBR khác nhau được đặc trưng bởi chỉ số thể tích bùn (SVI), phân bố kích thước hạt, nồng độ của chất đa - ngoại bào liên kết (EPS). Kết quả cho thấy rằng việc giảm độ bám màng trong HMBR trong một thời gian dài chủ yếu là do sự tăng kích thước hạt. Tuy nhiên, trong giai đoạn cuối, tính thấm của màng trong HMBR tiếp tục giảm và có xu hướng thấp hơn so với CMBR. Do đó, nhóm tác giả đã kết luận nội điện phân-MBR là rất quan trọng trong hoạt động hệ thống màng sinh học mới MBR.
Tác giả Seyyed Ali Akbar Nakhli [48] cho thấy hiệu quả xử lý bằng công nghệ A2O màng sinh học lưu động, với nước thải ban đầu có nồng độ phenol tương ứng là: 800 mg/L, sau khi xử lý bằng công nghệ A2O màng sinh học lưu động với thời gian lưu là 18h thì 99% phenol đã được loại bỏ.
Zi xing Wang [61] sử dụng công nghệ A2O màng sinh học lưu động xử lý nước thải khí hóa than với hiệu suất loại bỏ COD, +
4
và 99,7%. Hàm lượng COD, + 4
N H -N, phenol còn lại trong nước thải 71,0 mg/L, 9,6 mg/L và 3,0 mg/L.
Nhóm tác giả Qiushi Zhu [41] đã sử dụng quá trình oxy hoá tiếp xúc sinh học (BCO) kết hợp với vật liệu Fe-C (FCME) và axit hoá thuỷ phân (HA) để xử lý ba loại nước thải công nghiệp là nước thải hữu cơ nồng độ cực cao (UHCOW - hơn 150.000 mg/L COD), đất ngập nước (CW) và hỗn hợp nước thải công nghiệp có nồng độ thấp và nước thải văn phòng. Hệ thống kết hợp có thể vận hành bình thường trong hầu hết các điều kiện phù hợp nhưng độ ổn định tương đối kém. Đặc biệt vật liệu dần bị mất chức năng sau 10 ngày hoạt động và khi các chất gây ô nhiễm tập chung cao sẽ hạn chế nghiêm trọng sự phát triển của vi sinh vật trong bể BCO. Việc thay đổi tỉ lệ nước thải đầu vào UHCOW:CW là 1:10 cho hiệu quả tốt hơn COD giảm từ 150.000 mg/L xuống 500 mg/L. Do đó, có thể nhận thấy răng việc sử dụng vi sinh vật hay các loại màng sinh học để xử lý chất thải ô nhiễm cần phải được đánh giá và khảo sát rất kỹ để đạt hiệu quả tối ưu.
Việc kết hợp hai phương pháp nội điện phân và màng sinh học cũng đã và đang được một số ít các nhóm nghiên cứu quan tâm. Longlong Zhang [30] đã kết hợp các chất đa - ngoại bào (EPS), vi sinh vật với quá trình nội điện phân vi sinh Fe-C đồng thời có quá trình lọc khí sinh học dòng chảy (UBAF) để xử lý ciprofloxacin. Các kết quả cho thấy khả năng loại bỏ kháng sinh này đều rất tốt. Sau quá trình quan sát các EPS nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng trong thời gian dài tiếp xúc với ciprofloxacin, EPS đã giải phóng ngày càng nhiều các polysacarit, đây được coi là phải ứng tự bảo vệ của vi sinh vật khỏi các chất quá độc hại. Nghiên cứu chứng minh tiềm năng lớn của Fe-C khi được kết hợp với vi sinh vật.