电絮凝技术在水处理中的应用Word格式.docx

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　　3H2O3e-→3/2H2（g）3OH-（3）

　　可溶性阳极在通入电流作用下，溶解产生大量阳离子，阳离子经过水解、聚合形成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，这些产物吸附能力很强，起到凝聚、吸附等作用。

电解过程中，阳极和阴极上产生的氧气和氢气，黏附性能很强，在其上浮过程中将悬浮物带到水面上。

在电流作用下，还会发生电解氧化还原反应。

影响电絮凝对水的处理效果主要包括电极材料，电流密度，反应时间，极板间距，原水pH值等。

　　2电絮凝用于水处理

　　2．1电絮凝用于工业废水处理

　　电絮凝技术自20世纪初就已开始应用于废水处理中。

近年来，国内外电絮凝正逐步应用于电镀、化工、印染、制药、制革、造纸等多种工业废水的处理，它可以有效去除工业废水中的重金属，色度，有机物等。

　　2．1．1对重金属离子的去除

　　当含有重金属离子的工业废水中未被处理而直接排放时，容易被植物和鱼类吸收，这将通过食物链最终在人体内积累。

电絮凝可以有效去除水中的重金属离子。

F．Akbal等［5］利用铁铝电极能有效处理电镀废水，反应时间为20min，电流密度为10mA/cm2，pH为3．0时，铜、铬和镍的去除率达到100%。

M．S．Bhatti等［6］用铝做电极材料处理初始浓度为100mg/L的含Cr（VI）废水，当pH为5，电压为24V，反应24min，Cr（VI）的去除率达到90．4%。

M．Kobya等［7］利用铁电极对汽车组装厂废水进行处理，电流密度为60A/m2，pH为3．0，反应15min后，锌的去除率达到97．8%。

　　2．1．2电絮凝对色度的去除

　　纺织废水、造纸废水和制革废水都有很高色度，对其进行有效处理有着重要意义。

M．Zaied等［8］在初始pH为7，反应时间为50min，电流密度为14mA/cm2的最佳条件下对造纸黑液进行处理，色度、COD和酚类的去除率分别为99%、98%和92%。

　　S．Aoudj等［9］利用电絮凝方法处理含直接红81的合成废水，原水pH为6，电流密度为1．875mA/cm2，极板间距为1．5cm，加入NaCl电解质，色度去除率为98%。

．A．engil等［10］利用铁电极处理含活性黑5的合成废水，染料初始浓度为100mg/L，当初始pH值为5，电流密度为4．575mA/cm2，盐浓度为3000mg/L，温度为20℃，极板间距为2．5cm，色度去除率为98．8%。

　　2．1．3电絮凝对有机物的去除

　　U．T．Un等［11］用电絮凝对练油废水进行处理，铝做电极材料，pH为7，反应时间90min，电流密度35mA/cm2时，COD去除率为98．9%。

M．Kobya等［12］用电絮凝处理废旧金属切割液，铝做电极材料时，pH为5．0，电流密度为60A/m2，反应25min，COD去除率为93%。

　　2．2电絮凝用于给水处理

　　饮用水中的氟化物，砷化合物，硬度，腐植酸等物质对人体产生危害。

我国规定生活饮用水中氟的浓度不超过1．0mg/L。

M．Behbahani等［13］用铝做电极材料，在原水pH为7，初始氟化物浓度为25mg/L，电流密度为16．7A/cm2，反应25min，氟化物浓度去除率为94．5%。

D．Ghosh等［14］发现极板双极连接对氟化物的去除优于单极连接，初始氟化物浓度为10mg/L，电流密度为625A/m2，反应30min，出水氟化物浓度低于1mg/L。

N．S．Kumar等［15］研究了动态实验下电絮凝对水源中砷和硝酸盐的去除情况，硝酸盐和砷去除率分别达到84%和75%。

M．Malakootian［16］等人利用铁棒做电极材料，在pH为10，电压为12V，反应60min后，对钙和总硬度的去除率分别达到98．2%和97．4%。

冯启言等［17］利用电絮凝去除地表水中的腐植酸，铝做电极材料，在电流密度为47．6A/m2，极板间距为1．0cm，腐植酸浓度从20mg/L去除至0．43mg/L，去除率达到97．8%。

　　2．3电絮凝用于生活污水处理

　　电絮凝可以有效处理生活污水中的N和P。

陈男等［18］利用电絮凝法处理合并净化槽出水，铝做电极材料时出水色度较低，当极板间距为2cm，电流密度为4mA/cm2，反应10min后，出水TP浓度＜0．1mg/L，符合我国污水综合排放一级标准。

杨毅等［19］利用电絮凝处理城镇生活污水，铝板为阳极，不锈钢板为阴极，pH为6．7～9之间，电解30min，电流密度为0．25～0．60A/dm2时，COD、SS和色度去除率分别为70%、70%和80%以上，出水COD达到城镇污水二级污水排放标准。

　　3电絮凝技术的研究方向

　　制约电絮凝广泛应用的主要原因是能耗较高，电极消耗快，导致运行成本较高，可从以下方面对此的问题进行研究。

　　3．1改进电源技术

　　直流电絮凝电极在长时间工作后容易钝化从而导致能耗高。

脉冲电通过重复进行供电与断电，电解效率得到大幅提高，能耗大大降低。

林辉等［20］利用脉冲电絮凝法处理餐饮废水，发现脉冲电解可以有效消除铝电极钝化现象，达到相同去除率时，脉冲电絮凝比直流电絮凝节能30%。

陈意民等［21］人以铝作阳极采用脉冲电絮凝技术对难降解染料废水进行处理，脉冲电絮凝技术相比于直流电絮凝，在处理难降解染料废水中有着明显的节能优势，单脉冲和双脉冲电絮凝的能耗分别降低84%和87%。

　　3．2新型电极的利用

　　相比传统的二维电极，三维电极增加了电解槽的面体比，增大物质传质速度，提高电流效率和处理效果。

程爱华等［22］利用三维电极电解法处理偶氮染料废水，填料为全炭，电压为30V，电解质（Na2SO4）浓度为0．01mol/L，pH值为8，反应60min后，甲基橙的脱色率可达93%。

吴薇等［23］利用复极性三维电极去除表面活性剂废水，混合填料是活性炭和玻璃珠，两者体积比为2∶1，LAS初始浓度为250mg/L，pH为2，电压为30V，反应时间60min，LAS去除率可达90．6%。

　　3．3与其他技术的联用

　　M．Boroski等［24］联用电絮凝和TiO2催化处理化妆品与药品公司出水，电絮凝能去除大部分溶解性有机物和悬浮物，原水COD为1753mg/L，电絮凝处理后出水COD为160mg/L，再经TiO2催化氧化后出水COD为50mg/L。

ShuangSong等［25］利用臭氧化和电絮凝联合处理偶氮废水，染料初始浓度为100mg/L，初始pH值为5．5，电流密度为10mA/cm2，盐浓度为5000mg/L，温度20℃，臭氧流量20mL/min，电极间距为1cm情况下，色度和COD去除率分别达到94%和60%，去除每千克COD耗能33kWh。

QianhaiZuo［26］等联用电絮凝和电气浮能有效去除饮用水中的氟，水力停留时间仅为30min，当初始pH为6．0～7．0时不需改变pH值，当初始氟浓度为4．0mg/L时，出水氟浓度为0．87mg/L。

　　4结论

　　电絮凝是一项很有发展前途的废水处理与净化技术。

电絮凝技术设备简单，产泥量小，操作简单，不会产生二次污染，可以有效去除水中各种污染物。

国内外正逐步应用于电镀、印染、制药等多种工业废水的处理以及给水净化等领域。

对于应用中存在的能耗较高的问题，可以通过改进电源、利用新型电极、与其他技术联用解决。

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　　作者简介:

宋均轲（1987-），男，中国矿业大学环境科学专业在读硕士研究生，研究方向为水污染控制。

水处理设备鵼罔咎