1、電絮凝技術(shù)在水處理中的應(yīng)用電絮凝是一種對(duì)環(huán)境二次污染較小的廢水處理技術(shù)。電化學(xué)學(xué)科和電力工業(yè)的發(fā)展使電絮凝用于廢水處理的成本大大降低，競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。電絮凝法處理廢水，一般不需要添加化學(xué)藥劑，設(shè)備體積小，占地面積少，操作簡(jiǎn)單靈活，污泥量少，后續(xù)處理簡(jiǎn)單1 。電絮凝可以有效去除污水中的重金屬，陰離子， 色度， 有機(jī)物， 懸浮固體甚至砷等有毒物質(zhì) 2 。近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外正逐步應(yīng)用于電鍍、化工、印染、制藥、制革、造紙等多種工業(yè)廢水的處理以及給水凈化等領(lǐng)域。1 電絮凝技術(shù)原理鋁材和鐵材由于價(jià)廉，易得和有效性而成為最常用的電絮凝極板材料 3 。 以鋁做電極材料為例，說(shuō)明電絮凝技術(shù)原理，電極反應(yīng)如下4 :陽(yáng)

2、極反應(yīng):Al-3e- f Al3 (1)Al3 nH2Of Al (OH) n3-n nH (2)陽(yáng)極反應(yīng):3H2O 3e-f3/2H2 (g) 3OH- (3)可溶性陽(yáng)極在通入電流作用下，溶解產(chǎn)生大量陽(yáng)離子，陽(yáng)離子經(jīng)過(guò)水解、聚合形成一系列多核羥基絡(luò)合物和氫氧化物，這些產(chǎn)物吸附能力很強(qiáng)，起到凝聚、吸附等作用。電解過(guò)程中， 陽(yáng)極和陰極上產(chǎn)生的氧氣和氫氣，黏附性能很強(qiáng)，在其上浮過(guò)程中將懸浮物帶到水面上。在電流作用下，還會(huì)發(fā)生電解氧化還原反應(yīng)。影響電絮凝對(duì)水的處理效果主要包括電極材料，電流密度，反應(yīng)時(shí)間，極板間距，原水pH 值等。2 電絮凝用于水處理3 1 電絮凝用于工業(yè)廢水處理電絮凝技術(shù)自20 世

3、紀(jì)初就已開(kāi)始應(yīng)用于廢水處理中。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電絮凝正逐步應(yīng)用于電鍍、化工、印染、制藥、制革、造紙等多種工業(yè)廢水的處理，它可以有效去除工業(yè)廢水中的重金屬，色度，有機(jī)物等。4 1 1 對(duì)重金屬離子的去除當(dāng)含有重金屬離子的工業(yè)廢水中未被處理而直接排放時(shí)，容易被植物和魚(yú)類吸收，這將通過(guò)食物鏈最終在人體內(nèi)積累。電絮凝可以有效去除水中的重金屬離子。F Akbal 等5利用鐵鋁電極能有效處理電鍍廢水，反應(yīng)時(shí)間為20min， 電流密度為10mA/cm2， pH 為 3 0時(shí)，銅、鉻和鎳的去除率達(dá)到100%。 M S Bhatti 等 6用鋁做電極材料處理初始濃度為100mg/L的含Cr (VI)廢水，當(dāng)pH為

4、5,電壓為24V,反應(yīng)24min , Cr (VI)的去除率 達(dá)到 90 4%。 M Kobya 等 7 利用鐵電極對(duì)汽車組裝廠廢水進(jìn)行處理，電流密度為60A/m2 ，pH 為 3 0，反應(yīng)15min 后，鋅的去除率達(dá)到97 8%。5 1 2 電絮凝對(duì)色度的去除紡織廢水、造紙廢水和制革廢水都有很高色度，對(duì)其進(jìn)行有效處理有著重要意義。M . Zaied等8在初始pH為7,反應(yīng)時(shí)間為 50min ,電流密度為14mA/cm2的最佳條件下對(duì)造紙黑液進(jìn)行處理，色度、COD 和酚類的去除率分別為99%、 98%和 92%。S Aoudj 等9利用電絮凝方法處理含直接紅81 的合成廢水，原水pH 為 6，

5、電流密度為1875mA/cm2 ， 極板間距為1 5cm，加入 NaCl 電解質(zhì)， 色度去除率為98%。Aengil等10利用鐵電極處理含活性黑5的合成廢水，染料初始濃度為100mg/L,當(dāng)初始pH值為 5， 電流密度為4 575mA/cm2， 鹽濃度為3000mg/L ， 溫度為20，極板間距為2 5cm，色度去除率為98 8%。2 1 3 電絮凝對(duì)有機(jī)物的去除U T Un 等11用電絮凝對(duì)練油廢水進(jìn)行處理，鋁做電極材料，pH 為 7，反應(yīng)時(shí)間90min,電流密度 35mA/cm2時(shí)，COD去除率為 98. 9%。M . Kobya等12用電絮凝處理廢舊金屬切割液，鋁做電極材料時(shí)，pH 為

6、5 0，電流密度為60A/m2 ，反應(yīng) 25min， COD去除率為93%。2 2 電絮凝用于給水處理飲用水中的氟化物，砷化合物，硬度，腐植酸等物質(zhì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。我國(guó)規(guī)定生活飲用水中氟的濃度不超過(guò)1 0mg/L 。 M Behbahani 等 13用鋁做電極材料，在原水pH 為7,初始氟化物濃度為 25mg/L,電流密度為16. 7A/cm2 ,反應(yīng)25min ,氟化物濃度去除率為 94 5%。 D Ghosh 等14發(fā)現(xiàn)極板雙極連接對(duì)氟化物的去除優(yōu)于單極連接，初始氟化物濃度為 10mg/L,電流密度為 625A/m2 ,反應(yīng) 30min ,出水氟化物濃度低于1mg/L。N S Kumar

7、等15研究了動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)下電絮凝對(duì)水源中砷和硝酸鹽的去除情況，硝酸鹽和砷去除率分別達(dá)到84%和 75%。 M Malakootian 16等人利用鐵棒做電極材料，在pH為10,電壓為12V,反應(yīng)60min后，對(duì)鈣和總硬度的去除率分別達(dá)到98. 2%和97. 4%。馮啟言等 17 利用電絮凝去除地表水中的腐植酸，鋁做電極材料，在電流密度為47 6A/m2 ，極板間距為1. 0cm,腐植酸濃度從 20mg/L去除至0. 43mg/L ,去除率達(dá)到97. 8%。3 3 電絮凝用于生活污水處理電絮凝可以有效處理生活污水中的N 和 P。 陳男等 18 利用電絮凝法處理合并凈化槽出水， 鋁做電極材料時(shí)出水色度

8、較低，當(dāng)極板間距為2cm， 電流密度為4mA/cm2， 反應(yīng) 10min后，出水TP濃度v 0. 1mg/L,符合我國(guó)污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。楊毅等19利用電絮凝處理城鎮(zhèn)生活污水，鋁板為陽(yáng)極，不銹鋼板為陰極，pH為6. 79之間，電解30min,電流密度為 0. 250. 60A/dm2時(shí)，COD、SS和色度去除率分別為 70%、70%和80%以上， 出水 COD 達(dá)到城鎮(zhèn)污水二級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。3 電絮凝技術(shù)的研究方向制約電絮凝廣泛應(yīng)用的主要原因是能耗較高，電極消耗快，導(dǎo)致運(yùn)行成本較高，可從以下方面對(duì)此的問(wèn)題進(jìn)行研究。3 1 改進(jìn)電源技術(shù)直流電絮凝電極在長(zhǎng)時(shí)間工作后容易鈍化從而導(dǎo)致能耗高。脈沖電

9、通過(guò)重復(fù)進(jìn)行供電與斷電，電解效率得到大幅提高，能耗大大降低。林輝等20利用脈沖電絮凝法處理餐飲廢水， 發(fā)現(xiàn)脈沖電解可以有效消除鋁電極鈍化現(xiàn)象，達(dá)到相同去除率時(shí)，脈沖電絮凝比直流電絮凝節(jié)能30%。陳意民等21人以鋁作陽(yáng)極采用脈沖電絮凝技術(shù)對(duì)難降解染料廢水進(jìn)行處理，脈沖電絮凝技術(shù)相比于直流電絮凝，在處理難降解染料廢水中有著明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，單脈沖和雙脈沖電絮凝的能耗分別降低84%和 87%。3 2 新型電極的利用相比傳統(tǒng)的二維電極，三維電極增加了電解槽的面體比，增大物質(zhì)傳質(zhì)速度，提高電流效率和處理效果。程愛(ài)華等22利用三維電極電解法處理偶氮染料廢水，填料為全炭，電壓為30V,電解質(zhì)（Na2SO4）濃

10、度為0. 01mol/L , pH值為8,反應(yīng)60min后，甲基橙的脫色率可達(dá)93%。吳薇等23利用復(fù)極性三維電極去除表面活性劑廢水，混合填料是活性炭和玻璃珠，兩者體積比為 2 ： 1, LAS初始濃度為250mg/L, pH為2,電壓為30V,反應(yīng)時(shí)間 60min， LAS 去除率可達(dá)90 6%。4 3 與其他技術(shù)的聯(lián)用M Boroski 等24聯(lián)用電絮凝和TiO2 催化處理化妝品與藥品公司出水，電絮凝能去除大部分溶解性有機(jī)物和懸浮物，原水COD 為 1753mg/L ，電絮凝處理后出水COD 為160mg/L,再經(jīng)TiO2催化氧化后出水 COD為50mg/L。ShuangSong等25利用

11、臭氧化和 電絮凝聯(lián)合處理偶氮廢水，染料初始濃度為100mg/L,初始pH值為5. 5,電流密度為10mA/cm2， 鹽濃度為5000mg/L， 溫度 20， 臭氧流量20mL/min ， 電極間距為1cm 情況下，色度和 COD 去除率分別達(dá)到94%和 60%， 去除每千克COD 耗能 33kWh。 QianhaiZuo 26等聯(lián)用電絮凝和電氣浮能有效去除飲用水中的氟，水力停留時(shí)間僅為30min ，當(dāng)初始pH 為6. 07. 0時(shí)不需改變pH值，當(dāng)初始氟濃度為 4. 0mg/L時(shí)，出水氟濃度為 0. 87mg/L。4 結(jié)論電絮凝是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的廢水處理與凈化技術(shù)。電絮凝技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)泥量

12、小，操作簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，可以有效去除水中各種污染物。國(guó)內(nèi)外正逐步應(yīng)用于電鍍、印染、 制藥等多種工業(yè)廢水的處理以及給水凈化等領(lǐng)域。對(duì)于應(yīng)用中存在的能耗較高的問(wèn)題，可以通過(guò)改進(jìn)電源、利用新型電極、與其他技術(shù)聯(lián)用解決。參考文獻(xiàn)1MPanizza ，G Cerisola Applicabilityofelectrochemicalmethodstocarwashwastewatersforreuse Part2:Elect rocoagulationandanodicoxidationintegratedprocess J JournalofElectroanalyticalChemistry

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