電吸附水處理技術對污水懸浮物去除效果研究

柯起龍

摘要：為了研究電吸附水處理技術（EST）對污水懸浮物的去除效果，利用電吸附水處理技術對生活污水中懸浮物進行處理分析，結果表明電吸附水處理系統對懸浮物的去除效果較好，符合國家污水排放標準中的規定標準；電吸附處理系統對懸浮物的去除率達到74.07%，而電吸附模塊本身對懸浮物去除率僅為14.29%，氯離子、進水中懸浮物的濃度以及進水中的硬度值均對電吸附技術處理懸浮物的效率沒有影響。因此，電吸附水處理技術可作為污水處理的一種新型有效方法，進行廣泛應用。

關鍵詞：電吸附水處理技術；循環冷卻水；懸浮物

DOI： 10.14068/j.ceia.2015.06.021

中圖分類號：X703.1文獻標識碼：A文章編號：2095-6444（2015）05-0094-03

水中懸浮物一般來源于外界環境中的灰塵、泥沙、腐蝕產物、微生物以及微生物排泄物等[1]。循環冷卻水中的污垢包括兩個方面：水垢和污泥[2]。循環冷卻水中懸浮物會使得傳熱面的傳熱效率下降，加大能耗，并且會對設備產生一定腐蝕，危害設備運行。

電吸附技術最早用來制造高純水及水中微量金屬離子、部分有機物及部分無機鹽等雜質的去除。Abbas[3]報道了電吸附法去除工業廢水中Cr6+、Mo6+、W6+、V4+、V5+等離子，去除效果較好。JianJun Niu[4]和Abbas還分別報道了用電吸附方法去除水中苯胺及吡啶、硝酸鹽和亞硝酸鹽的研究，均取得了較高的去除率。因此，本實驗通過采用濾紙過濾、103～105℃烘干稱量法，測定原水、進水、出水和濃縮水中懸浮物的含量來計算出電吸附技術對懸浮物的去除效率。

1材料與方法

1.1樣品采集

本實驗的水樣是采自于新疆巴里坤縣污水處理廠，其采樣時間為2013年10月15日至10月26日每天進行取樣，分別編號為1、2…12。

1.2實驗方法

（1）濾膜準備

將微孔濾膜置于稱量瓶里，103～105℃烘干半小時后取出置干燥器內，冷卻至室溫，稱其重量。反復烘干、冷卻、稱量，直至兩次稱量的重量差≤0.2 mg。將恒重的微孔濾膜放在濾膜過濾器的濾膜托盤上，加蓋配套的漏斗，并用夾子固定。以蒸餾水濕潤濾膜，并不斷吸濾。

（2）測定

量取100 mL試樣，抽吸過濾，再用10 mL蒸餾水連續洗滌三次，繼續吸濾以除去痕量水分，停止吸濾后，取出載有懸浮物的濾膜放在原恒重的稱量瓶里，103～105℃下烘干1 h，冷卻稱重。反復烘干、冷卻、稱量，直至兩次稱量差≤0.4 mg。記錄下數據。

2結果與分析

2.1電吸附技術對各階段懸浮物的去除效率

由表1可知生活污水經電吸附技術處理后懸浮物含量小于10 mg/L，分析得出處理后測出的懸浮物含量符合國家標準。原水經過處理后懸浮物去除率達到了74.07%，而進水經過電吸附處理后對懸浮物的去除僅達到14.29%，結果表明電吸附處理系統對污水中懸浮物的去除絕大部分是濾器去除的，而電吸附本身對懸浮物的去除效率不高。

2.2水樣中氯離子對懸浮物去除率的影響

向1—8號水樣中分別加入HCl，再向9—12號水樣中分別加入NaCl、HCl，分別記錄水樣中氯離子濃度和懸浮物去除率，結果如圖1所示。由圖可知當7、8、9號實驗進水中氯離子濃度迅速降低時，懸浮物的去除率分別為14.29%、12.50%和11.11%，懸浮物的去除率變化不大。且氯離子加入量的方差（2421.38）遠大于懸浮物去除率方差（32.10），氯離子加入量的波動遠大于懸浮物去除率的波動，結果表明水中氯離子含量對懸浮物去除沒有實質性影響。

2.3進水中懸浮物濃度對懸浮物去除率的影響

由圖2可知，隨著1～3號進水懸浮物濃度的減少，其懸浮物去除率在上升，8～10號實驗隨著進水中懸浮物含量的上升，其懸浮物去除率先下降再上升；10～12號實驗隨著進水中懸浮物含量的下降，其懸浮物去除率先下降后上升。結果表明，進水中懸浮物的濃度對電吸附技術處理懸浮物的效率沒有影響。

2.4進水中硬度的大小對于懸浮物去除率的影響

由圖3可知1～3號實驗的硬度值是先下降后上升，但懸浮物的去除率逐漸上升；5～9號樣品實驗硬度值呈下降趨勢，但懸浮物的去除率先上升后下降后趨于穩定；9～12號實驗硬度值先上升后下降，而懸浮物的去除率先上升再下降然后又上升，結果表明進水中的硬度值對電吸附去除率沒有影響。

3討論

研究結果表明，電吸附水處理技術對懸浮物的處理效果符合國家標準。電吸附技術本身對懸浮物有一定去除效率，但進水中加入氯離子含量、懸浮物的濃度以及進水中的硬度值對電吸附技術處理懸浮物沒有影響。電吸附水處理技術的優勢并不是處理懸浮物，而是處理帶點顆粒或離子。對氟、氯、鈣、鎂離子去除效果尤佳。影響電吸附技術處理效果的因素很多，包括電極材料、電壓、溶液流量及含鹽濃度等[56]。電吸附技術的電極材料不僅要求導電性能良好，而且還要有較大的比表面積，能提供盡可能多的雙電層[7]。從理論上分析，電極上電壓越高，雙電層將越厚，出水離子濃度（以電導率的高低表示） 也越低[8]。因此，更多的研究就是針對這些影響因素和各種工藝的搭配使用開展的。

隨著工業及城填化的不斷發展，水資源短缺和水環境污染已成為制約我國經濟可持續發展的主要因素。工業上利用冷卻循環水系統來提高水的重復利用率將是今后的趨勢所在。EST 技術已應用在飲用水、工業工藝用水、環保廢水以及污水處理等領域。相信隨著新型電極材料的出現，電吸附水處理技術應用前景將會更為廣闊。

參考文獻（References）：

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