电絮凝技术在 废水 处理中的应用

第8期电絮凝技术在废水处理中的应用冯俊生,许锡炜,汪一丰(江苏工业学院环境与安全工程系,江苏常州213164)摘要:目前,国内外许多学者在电絮凝去除有机污染物、重金属以及氟方面做了大量研究,试验表明,在水处理中,电絮凝技术有着良好的发展空间。关键词:电絮凝;有机污染物;重金属;氟中图分类号:X703.1文献标志码:A文章编号:1003-6504(2008)08-0087-03ApplicationofElectrocoagulationtoWastewaterTreatmentFENGJun-sheng,XUXi-wei,WANGYi-feng(DepartmentofEnvironmentandSafetyEngineering,JiangsuPolytechnicUniversity,Changzhou213164,China)Abstract:Lotsofresearchesonremovaloforganicpollutant,heavymetalsandfluoridebyelectrocoagulationhavebeendoneathomeandabroad.Itwasfoundthatelectrocoagulationisapromisingtechnologyforwastewatertreatment.Keywords:electrocoagulation;organicpollutant;heavymetal;fluoride废水中阴、阳离子的存在使得废水一般具有较高的导电性,这一特点就为电絮凝技术在废水处理中的应用提供了良好的发展空间。电絮凝技术自20世纪初就已开始应用于废水处理中。美国采用这项技术处理纸浆废水,矿业废水以及金属加工工业废水。此外,电絮凝还被广泛用于处理食品废水、印染废水、油田污水、旅馆废水、厨房废水、垃圾渗滤液中的有机污染物以及废水脱氟和含有毒重金属废水处理等等。电絮凝,也称电凝聚。电絮凝时,金属阳极通过直流电作用溶解并水解成为水中分散杂质的有效絮凝剂,此时,反应器中同时发生着三方面的作用可去除废水中污染物:(1)阳极上的氧化作用,阴极上的还原反应;(2)絮凝作用;(3)气浮作用。在电絮凝过程中,电极对反应至关重要,铁、铝是最常用的阳极材料。其电极反应如下:阳极:M-ne→Mn+阴极:OX+ne→Re2H++2e→H2(g)Mn++nOH-→M(OH)n在直流电作用下,金属阳极在水中失电子形成离子,随着水溶液pH不同,形成不同的络合物,如铁离子可形成以下络合物:Fe(H2O)63+、Fe(H2O)5(OH)2+、Fe(H2O)4(OH)2+、Fe2(H2O)8(OH)24+以及Fe2(H2O)6(OH)44+等,这些络合物可起到凝聚、吸附和共沉淀的作用。在电解过程中,阴极和阳极不断产生氢气和氧气的微小气泡以及其它气体,这些气泡在上浮过程中可以起到类似气浮的作用,将悬浮物带到水面并在水面上形成浮渣层使污染物得以去除。1电絮凝反应器常用的电絮凝装置有板框式、穿孔平板式、同心圆管式等。电极的联结方式分为单级联结与双级联结。在单极联结的方式下,极性相反的电源线接入相隔开的电极上,可以得到许多单极排列的反应单元。在此体系中,每个单元都以相同的电压运行,并且反应器中的总电流是各个独立单元的电流之和。在复极联结的方式下,电源线仅联结到两端的电极上,其余电极板两面具有不同的极性。在这种方式中,每对相邻极板构成一个单独单元,体系中的总电压是各个单元的分电压之和[1]。王车礼等[2]通过实验表明,复极式电极的电流密度要远小于通过单极式电极的电流密度。在电絮凝反应器中,常用电极材料为铝和铁。铁电极的电流密度要远远大于铝电极,铝电极不仅电流密度小,而且很快就会钝化。虽然,铁的价格比铝低得收稿日期:2007-10-30;修回2008-05-22作者简介:冯俊生(1963-),男,副教授,从事水污染控制方面的研究与教学工作,(手机)13222592772(电子信箱)yifengwang0902@126.com。EnvironmentalScience&Technology第31卷第8期2008年8月Vol.31No.8Aug.2008中国城镇水网www.chinacitywater.org第31卷多,但电化学当量比铝大,为铝的3倍,因而用铁做电极时,阳极材料的消耗比铝大3倍[3]。此外,pH值也对电极的絮凝效果有影响,铝电极在pH值3～9之间时具有很好的絮凝效果,过高和过低的pH值都会对电絮凝产生明显的不利影响。铁电极处理废水的最适宜pH值为6～7,过高则易引起阳极钝化,过低时水中的Fe2+离子含量增大[4]。2电絮凝技术在水处理中的应用2.1去除有机污染物目前电絮凝技术主要用于去除有机污染物,见表1。阳极金属