電絮凝-電氣浮工藝處理微污染含藻水的研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化導(dǎo)致的藍(lán)藻水華嚴(yán)重威脅了人們的飲水安全。傳統(tǒng)的富營養(yǎng)化原水處理方法主要是投加硫酸銅，或者在混凝、氣浮前增加氧化單元（通過投加臭氧、二氧化氯和氯氣等進(jìn)行強(qiáng)化），但這些方法均具有一定的局限性。近幾年來，電絮凝—電氣浮水處理技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。與傳統(tǒng)混凝相比較，該技術(shù)可原位生成活性較高的混凝劑，避免投加化學(xué)混凝劑所帶來的二次污染，還可以省去混凝劑所需要的儲(chǔ)存、混合和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用；此外，該技術(shù)可在一套裝置中同時(shí)完成絮凝、氣浮以及氧

2、化還原等過程，具有設(shè)備簡單，集成化程度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文針對(duì)富營養(yǎng)化水體中藻類、天然有機(jī)物、氮和磷等污染物質(zhì)濃度超標(biāo)的特點(diǎn)，考察了電絮凝—電氣浮技術(shù)對(duì)藻細(xì)胞、天然有機(jī)物、氮和磷的去除效能。首先通過正交試驗(yàn)確定了電流、通電時(shí)間、溶液 pH、污染物初始濃度、溫度、離子濃度和電極間距等工藝和水質(zhì)參數(shù)對(duì)上述污染物去除率影響的顯著程度；之后，詳細(xì)分析了主要參數(shù)對(duì)電混凝—電氣浮技術(shù)去除污染物效能、所需電能耗的綜合影響以及對(duì)溶液p

3、H的影響，通過優(yōu)化試驗(yàn)條件獲得了較好的除污效果和較低的電能消耗。其中，電流和通電時(shí)間的選擇極為重要。當(dāng)處理藻細(xì)胞密度為1.0～1.5×109個(gè)/L的溶液時(shí)，最佳電流為60mA，其完全除藻所需的電解時(shí)間為45min，消耗的電量0.3 kWh/m3。在處理15mg/L左右的腐殖酸時(shí)（以DOC計(jì)），最佳電流和電解時(shí)間分別為60mA和30min，電能耗為0.19 kWh/m3，殘余DOC0.4mg/L，出水UV254為0.061。在處理10mg

4、/L的PO43-時(shí)，宜選取電流60mA，電解時(shí)間60min，此時(shí)磷酸鹽去除率82.2％，消耗電能0.18 kWh/m3。在對(duì)硝酸鹽的去除過程中，選取90mA電流較為合適，可顯著降低生成亞硝酸鹽的濃度。
　　本研究從幾個(gè)方面深入研究和探討了電絮凝—電氣浮對(duì)污染物的去除機(jī)理。一方面，從電解生成鋁絮凝劑的濃度、形態(tài)分布、帶電情況等角度分析了對(duì)污染物的絮凝去除機(jī)理；另一方面，從電氧化的角度分析了對(duì)污染物的氧化去除機(jī)理。此外，電場(chǎng)作用和電還

5、原作用對(duì)污染物也有一定的降解去除能力。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，在電絮凝—電氣浮過程中，污染物不同則去除機(jī)理也不相同。電絮凝—電氣浮對(duì)藻細(xì)胞的去除主要依靠電絮凝作用和電氣浮作用。同時(shí)，電解生成的少量有效氯（約0.3mg/L）和電場(chǎng)的協(xié)同作用能夠有效滅活藻細(xì)胞，提高藻細(xì)胞的去除效率。天然有機(jī)物和磷酸鹽的去除主要依靠電絮凝作用。而硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮?jiǎng)t是通過在陰極的電還原作用下轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾靡匀コ?br>　　此外，通過控制絮凝劑量和調(diào)節(jié)溶液

6、pH對(duì)比了電絮凝—電氣浮和常規(guī)化學(xué)混凝對(duì)污染物的去除效率。在相同絮凝劑投加量的條件下，電絮凝—電氣浮除藻效果明顯優(yōu)于化學(xué)混凝除藻，其對(duì)天然有機(jī)物的去除效率也優(yōu)于常規(guī)化學(xué)混凝。電絮凝—電氣浮對(duì)松花江水中總磷的去除效能也優(yōu)于常規(guī)混凝。同時(shí)，相對(duì)于常規(guī)化學(xué)混凝過程中溶液pH的大幅降低，經(jīng)電絮凝—電氣浮處理后的松花江水的pH呈上升趨勢(shì)，但增幅較小（從7.4增加至8.4左右），不需要額外調(diào)節(jié)出水pH。
　　本論文的研究結(jié)果表明，電絮凝—電氣