電絮凝工藝在難降解有機廢水處理中的研究進展

蘇迷紅 高磊

（河南清波環境工程有限公司，河南 鄭州 450000）

電絮凝工藝在難降解有機廢水處理中的研究進展

蘇迷紅 高磊

（河南清波環境工程有限公司，河南 鄭州 450000）

本文簡要說明電絮凝技術的基本原理，概述了染料廢水、皮革廢水、屠宰廢水以及造紙廢水四種工業難降解有機廢水的危害，總結了電絮凝技術在這四類工業廢水中的應用，同時提出了電絮凝工藝在廢水處理中存在的一些缺點，并針對這些問題對電絮凝工藝的發展方向進行了展望。

電絮凝；有機廢水；難降解

1 電絮凝的基本原理

電絮凝過程是電化學反應、傳質、氣浮等多種因素之間相互耦合的過程。在外加電場作用下，可溶性陽極產生金屬陽離子，與此同時陰極電解水產生OH-，二者在本體溶液中相互結合產生金屬氫氧化物和多羥基配合物，最終形成氫氧化物絮體。一部分吸附廢水中的有機物后沉入水底，另一部分則吸附在陰極所產生的H2氣泡上，之后在氣浮作用下升至水面。整個電絮凝過程可簡單理解為電解絮凝、電解氣浮以及電解氧化還原三種作用的結果。

1.1 電解絮凝

在整個電絮凝過程中，可溶性的陽極板失去電子被氧化生成金屬陽離子，陽離子在電極的表面與水分子形成水合離子，這些水合離子在不同的PH下在電極表面形成單核水解物，隨后進一步縮合形成多核物，最終形成了表面有-OH的絮體。這些絮體通過網捕、吸附架、電性中和等對水體中生物難降解的有機物進行吸附并聚合沉淀。

1.2 電解氣浮

在電場作用下水體中的H+在陰極板上得到電子后產生大量的H2,水體中產生的污染物絮體附著在這些小氣泡上，通過氣浮作用升至溶液表層，與電解絮凝協同作用使溶液中的固液組分分離，提高有機物的去除率。若用吸附動力學解釋這個過程可大概分為三步：(1)氫氣在水中的溶解度小，依靠本身的上升力和水的運動擴散到絮體表面；(2)絮凝產生的絮體并不是十分密實，氣泡通過毛細管作用在絮體的空隙中擴散，進而吸附在這些空隙中；(3)氣泡在絮體表面和孔隙中相互碰撞結合。

1.3 電化學氧化還原

在通電情況下，原水中的有機污染物直接在陽極板上得到電子被氧化降解，或者依靠水體中電極電勢低的陰離子氧化后形成的氧化劑將其氧化為小分子、無害的有機物，有時甚至可以直接轉化為完全無污染的二氧化碳和水。與此同時，陰極板上形成許多新生態的[H]，這些[H]可以直接還原降解水中的有機污染物。但是電解過程中產生的氧化劑和[H]含量很少，所以電化學氧化還原作用對污染物的去除效果遠低于絮凝和氣浮的作用。

2 電絮凝過程在工業水處理中的應用

2.1 染料廢水

在染料上色過程以及染料廠的清洗工作中均產生大量的廢水，這些廢水中含有大量結構復雜且難以降解的有機物，不加以處理直接排放會造成很嚴重的環境污染，此外不同染料組分的混雜導致廢水的處理工作難上加難，基于此我們必須對其進行嚴格的處理。然而常規方法對其處理效果并不盡如人意，電絮凝技術作為一種近年來新興的技術在處理此類廢水上效果明顯優于傳統水處理技術。一系列研究表明電絮凝技術在對染料廢水的處理上效果顯著，應用前景廣泛。

2.2 皮革廢水

據報道全球皮革廠每年大約使用400萬噸的化學試劑，產生300多萬噸的廢水以及800萬噸的污泥，而這些數據仍在每年增長。皮革廠的廢水中含有高濃度的氯化物，以及大量的芳香族化合物，還有許多染料和酸鹽，這些都為皮革廢水的處理帶來了很大難題。近年來不少科研工作者及企業單位開始用電絮凝的方法處理此類廢水。

2.3 屠宰廢水

屠宰會產生大量的廢水，這些廢水含有高濃度的有機物，如BOD、COD和氮磷等。此外屠宰殘留的血液和排泄物也是氮的重要來源，其中廢水中的NH3-N濃度較高。屠宰過程由于排放水的種類復雜，排放物難以處理對環境以及生物生存造成了很大影響。近年來用電絮凝的方法對其處理得到了很好的效果。

2.4 造紙廢水

造紙工業主要包括制漿和抄紙兩個工藝過程，生產中產生的污水主要來源于前者，這類污水通常被稱為黑水。黑水中含有的脂肪酸、油脂以及多聚糖類物質等，導致了廢水的生物以及化學需氧量都很高，此外黑水中含有大量的木質素，造成了資源的浪費。傳統方法處理造紙廢水時存在二次污染的問題，同時處理效果也不盡如人意，而電絮凝工藝作為一種新興的水處理技術在造紙廢水的處理上正在逐步取代傳統工藝。

3 電絮凝過程的發展方向

電絮凝技術已經被應用在很多領域，尤其是對廢水處理而言。相對于傳統處理方法而言該法有著很多優點，但是同時也存在著一些缺點，需要不斷改進與完善這種工藝，對電源形式、極板材料以及多種工藝聯合的研究是當前的主要發展方向。

4 結語

電絮凝法作為一種環境友好型電化學水處理技術，得到了廣泛關注同時也得到了很好的應用。但是目前電絮凝技術仍存在很多制約因素，如何在低能耗條件下達到高的去除率以及如何應對處理過程中出現的各種問題，這些都是仍需進一步探索。

[1]安眾一.電絮凝-活性炭吸附法處理電鍍廢水的研究[D].哈爾濱工業大學,2010(06).

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1003-5168(2014)03-0037-01

蘇迷紅(1982.10—)，女，河南濮陽人，助理工程師，工學學士，研究方向：環保。