電絮凝在廢水處理中的應用進展

張 峰， 周夢瑩， 王澤群， 陳小攀

(浙江省機電設計研究院有限公司，浙江 杭州 310000)

電絮凝具有效率高、污泥產量小、不需要外加化學藥劑、設備簡單、操控維護方便、易于自動化控制等優點，被廣泛應用在去除廢水中重金屬、油、顆粒物、有機物等方面。

1 電絮凝處理廢水作用機理

在外接直流電場的作用下，陽極在溶液中氧化溶解產生鋁離子或鐵離子，這些金屬離子在適宜pH下水解，產生一系列相應的水解產物，這些水解產物有優良的絮凝效果，可以通過壓縮雙電層、吸附架橋、網捕卷集等作用將污染物聚集再進行固液分離；同時還會發生電解氧化還原、電解氣浮等其他作用。

2 電絮凝處理廢水的影響因素

2.1 極板

鐵極板產生的絮體小而密實，沉降快速，但出水常顯黃色，斷電時鐵極板易繼續銹蝕。而鋁極板產生的絮體大而松散，沉降緩慢，但不產生色度且吸附能力強。

極板間距也會影響絮凝劑生長和后續絮凝效果。李智等[1]在研究電絮凝處理反滲透濃水時發現，極板間距為電絮凝去除COD的主要影響因素。極板間距過大，會導致電解效率低，濃差極化增加；極板間距過小，易發生短路和絮團在極板間的堵塞，降低極板的有效電解面積[2]。

2.2 電流密度

在一定范圍內，電流密度大，絮凝劑產生量就多，電絮凝效率就高。然而，電流密度過大易引起電極過度極化，加速電極鈍化，增加極板和電能消耗而不提高處理效率[2]。

2.3 pH

pH過低或過高都不利于絮凝劑的生成，聚鐵、聚鋁在中性或弱堿性(pH在6～9)條件下，分別形成無定型[Al(H2O)3]和無定型Fe(OH)3，其吸附能力強，混凝效果好[3]。

2.4 電解時間

電解時間如果小于最佳反應時間則會導致電絮凝過程未產生足夠的羥基配合物與目標污染物反應或兩者未有充足的反應時間，此時處理效果會大大降低。而超過最佳反應時間時，去除率基本不變，但是能耗增加。

3 電絮凝處理廢水的應用

3.1 電絮凝處理重金屬廢水

李萌等[4]采用以鋁管為電極的電絮凝法去除電鍍廢水中重金屬離子，結果表明，初始銅離子質量濃度41.05 mg/L，鎳離子質量濃度8.70 mg/L，在最佳條件下，廢水中的Cu2+和Ni2+的去除率可以達到98.98%、95.29%，電耗為6 kW·h/m3。

Akbal等[5]發現，當采用Fe-Al作為電極時，最佳條件下，廢水中的Cu2+、Cr6+及Ni2+的去除效率均能達到100%，電耗為10.07 kW·h/m3，電極材料消耗為1.08 kg/m3。

3.2 電絮凝處理含磷廢水

程笑婕等[6]采用電絮凝除磷，結果表明，原水中磷質量濃度8 mg/L，脈沖電流密度為16.07 A/m2，占空比為89.02%，電極間距為1.98 cm，此條件下磷去除率達78.67%，電耗為0.023 kWh/m3。

3.3 電絮凝處理染料廢水

Liu Huijuan等[7]采用鋁板處理酸性紅-14染料廢水，最佳條件下COD和色度的去除率分別可達85%、95%。

3.4 電絮凝處理含油廢水

M.Aoudjehane等[8]以鐵板為陽極處理油乳膠，最佳條件下，COD、SS的去除率分別達到72%、98%，耗電量為0.54 kW·h/m3。

張國輝等[9]采用電絮凝處理乳膠漆廢水，結果表明，乳膠漆廢水水質指標COD為6 280 mg/L，SS質量濃度21 000 mg/L，最佳條件下，COD去除率可達88.06%，懸浮物去除率可達99.77%。

4 結論

電極材料、電流密度、pH、電解時間等因素主要通過控制絮體的形態和數量、電解氧化還原反應的進程進而影響電絮凝的處理效果。電絮凝產生的絮凝劑活性高、效果好，設備操控簡單，產泥量低。但由于廢水種類眾多，差異較大，為保證電絮凝處理效果，需針對性地進行電絮凝試驗，摸索最佳的工藝參數。