電絮凝工藝在難降解有機(jī)廢水處理中的研究進(jìn)展

蘇迷紅 高磊

（河南清波環(huán)境工程有限公司，河南 鄭州 450000）

電絮凝工藝在難降解有機(jī)廢水處理中的研究進(jìn)展

蘇迷紅 高磊

（河南清波環(huán)境工程有限公司，河南 鄭州 450000）

本文簡(jiǎn)要說明電絮凝技術(shù)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(yè)難降解有機(jī)廢水的危害，總結(jié)了電絮凝技術(shù)在這四類工業(yè)廢水中的應(yīng)用，同時(shí)提出了電絮凝工藝在廢水處理中存在的一些缺點(diǎn)，并針對(duì)這些問題對(duì)電絮凝工藝的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

電絮凝；有機(jī)廢水；難降解

1 電絮凝的基本原理

電絮凝過程是電化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)、氣浮等多種因素之間相互耦合的過程。在外加電場(chǎng)作用下，可溶性陽極產(chǎn)生金屬陽離子，與此同時(shí)陰極電解水產(chǎn)生OH-，二者在本體溶液中相互結(jié)合產(chǎn)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(jī)物后沉入水底，另一部分則吸附在陰極所產(chǎn)生的H2氣泡上，之后在氣浮作用下升至水面。整個(gè)電絮凝過程可簡(jiǎn)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(jié)果。

1.1 電解絮凝

在整個(gè)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(jìn)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(wǎng)捕、吸附架、電性中和等對(duì)水體中生物難降解的有機(jī)物進(jìn)行吸附并聚合沉淀。

1.2 電解氣浮

在電場(chǎng)作用下水體中的H+在陰極板上得到電子后產(chǎn)生大量的H2,水體中產(chǎn)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(xié)同作用使溶液中的固液組分分離，提高有機(jī)物的去除率。若用吸附動(dòng)力學(xué)解釋這個(gè)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(yùn)動(dòng)擴(kuò)散到絮體表面；(2)絮凝產(chǎn)生的絮體并不是十分密實(shí)，氣泡通過毛細(xì)管作用在絮體的空隙中擴(kuò)散，進(jìn)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(jié)合。

1.3 電化學(xué)氧化還原

在通電情況下，原水中的有機(jī)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(shì)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(jī)物，有時(shí)甚至可以直接轉(zhuǎn)化為完全無污染的二氧化碳和水。與此同時(shí)，陰極板上形成許多新生態(tài)的[H]，這些[H]可以直接還原降解水中的有機(jī)污染物。但是電解過程中產(chǎn)生的氧化劑和[H]含量很少，所以電化學(xué)氧化還原作用對(duì)污染物的去除效果遠(yuǎn)低于絮凝和氣浮的作用。

2 電絮凝過程在工業(yè)水處理中的應(yīng)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(chǎn)生大量的廢水，這些廢水中含有大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以降解的有機(jī)物，不加以處理直接排放會(huì)造成很嚴(yán)重的環(huán)境污染，此外不同染料組分的混雜導(dǎo)致廢水的處理工作難上加難，基于此我們必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的處理。然而常規(guī)方法對(duì)其處理效果并不盡如人意，電絮凝技術(shù)作為一種近年來新興的技術(shù)在處理此類廢水上效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)水處理技術(shù)。一系列研究表明電絮凝技術(shù)在對(duì)染料廢水的處理上效果顯著，應(yīng)用前景廣泛。

2.2 皮革廢水

據(jù)報(bào)道全球皮革廠每年大約使用400萬噸的化學(xué)試劑，產(chǎn)生300多萬噸的廢水以及800萬噸的污泥，而這些數(shù)據(jù)仍在每年增長(zhǎng)。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(yè)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(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水含有高濃度的有機(jī)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(fù)雜，排放物難以處理對(duì)環(huán)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(duì)其處理得到了很好的效果。

2.4 造紙廢水

造紙工業(yè)主要包括制漿和抄紙兩個(gè)工藝過程，生產(chǎn)中產(chǎn)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(zhì)等，導(dǎo)致了廢水的生物以及化學(xué)需氧量都很高，此外黑水中含有大量的木質(zhì)素，造成了資源的浪費(fèi)。傳統(tǒng)方法處理造紙廢水時(shí)存在二次污染的問題，同時(shí)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(shù)在造紙廢水的處理上正在逐步取代傳統(tǒng)工藝。

3 電絮凝過程的發(fā)展方向

電絮凝技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在很多領(lǐng)域，尤其是對(duì)廢水處理而言。相對(duì)于傳統(tǒng)處理方法而言該法有著很多優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)，需要不斷改進(jìn)與完善這種工藝，對(duì)電源形式、極板材料以及多種工藝聯(lián)合的研究是當(dāng)前的主要發(fā)展方向。

4 結(jié)語

電絮凝法作為一種環(huán)境友好型電化學(xué)水處理技術(shù)，得到了廣泛關(guān)注同時(shí)也得到了很好的應(yīng)用。但是目前電絮凝技術(shù)仍存在很多制約因素，如何在低能耗條件下達(dá)到高的去除率以及如何應(yīng)對(duì)處理過程中出現(xiàn)的各種問題，這些都是仍需進(jìn)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(yè)大學(xué),2010(06).

X791

A

1003-5168(2014)03-0037-01

蘇迷紅(1982.10—)，女，河南濮陽人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向：環(huán)保。