電絮凝法預(yù)處理苧麻廢水實(shí)驗(yàn)研究

[摘要]采用可溶性Fe陽極材料通過電絮凝法預(yù)處理苧麻廢水。實(shí)驗(yàn)研究廢水的pH值、電流密度、電解時(shí)間、極板間距等因素對(duì)廢水COD、BOD及色度去除率的影響，并確定最適宜工藝條件：pH=8.5，電流密度Id=6.25A/dm2，電解時(shí)間T=15min，極板間距d=20mm，此時(shí)苧麻廢水的COD、BOD及色度去除率可分別達(dá)到30.02%、23.27%、84.17%。

[關(guān)鍵詞]電絮凝 苧麻廢水 預(yù)處理

中圖分類號(hào)：TQ15文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2009）0110116-02

一、前言

我國苧麻資源豐富，苧麻產(chǎn)量占世界總量的90％以上[1]，但長期以來，由于苧麻加工工藝落后及苧麻脫膠污染嚴(yán)重，直接影響了麻紡行業(yè)發(fā)展。苧麻廢水已成為極難處理的工業(yè)廢水之一，它含有大量不易被生物降解的木質(zhì)素、纖維素、水溶物、果膠物質(zhì)、半纖維素、脂肪臘質(zhì)和灰分[2]。因此，最大限度降低進(jìn)水的木質(zhì)素含量，是提高生物處理效果的關(guān)鍵，就需要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。常用的預(yù)處理方法，存在化學(xué)藥劑用量大、二次污染嚴(yán)重、處理費(fèi)用高、效果不佳以及產(chǎn)生的沉淀污泥需要進(jìn)一步的處理等問題。本試驗(yàn)是電絮凝法應(yīng)用于苧麻脫膠廢水的處理當(dāng)中，以代替常規(guī)的預(yù)處理方法[3]。

二、實(shí)驗(yàn)

（一）廢水來源及水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)取水來自四川省達(dá)州市大竹縣某苧麻紡織有限公司生產(chǎn)車間排出的綜合廢水（以下簡稱廢水）。所取水樣呈棕褐色，半透明，有一些懸浮物，濃厚的惡臭氣味。根據(jù)試驗(yàn)多次取樣測(cè)定，該廢水的水質(zhì)情況如下：pH值為12.56～13.25、CODCr為4015.86～4965.23mg/L、BOD5為963.65～1266.17mg/

L、色度為600稀釋倍數(shù)。

（二）分析方法

pH采用玻璃電極法；CODCr采用重鉻酸鉀法；BOD5采用五日培養(yǎng)法；色度采用稀釋倍數(shù)法。

（三）實(shí)驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用燒杯作為電絮凝槽，以鐵板作為可溶性陽極材料，陰極材料為不銹鋼板，進(jìn)行電解試驗(yàn)。取一定量的廢水水樣，靜置穩(wěn)定半小時(shí)后，取上層廢水分裝于250ml燒杯中，每杯裝200ml廢水。極板尺寸為80mm×40mm×2mm，測(cè)定在不同的工藝試驗(yàn)條件下電絮凝處理廢水情況。電絮凝過程結(jié)束后，取出極板去除上層絮凝懸浮物，靜置30min后去除下層絮凝沉積物，再取清液測(cè)定主要水質(zhì)指標(biāo)。

三、結(jié)果與討論

（一）pH值對(duì)處理效果的影響

極板尺寸為80mm×40mm×2mm，極板間距為20mm，采用恒電流電解10min，電流密度為6.25A/dm2，調(diào)節(jié)水樣的pH值分別為4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0，11.0，12.0，電絮凝結(jié)束后過濾，測(cè)定其水質(zhì)變化情況。（見圖1）

試驗(yàn)結(jié)果表明，pH＜7時(shí)，CODCr、BOD5及色度去除率較低，隨著pH值上升，處理效果呈上升趨勢(shì)，當(dāng)pH=7～9時(shí)，廢水的CODCr的去除率可達(dá)30.68%，BOD5去除率可達(dá)29.23%，色度可達(dá)80倍；pH＞9以后，CODCr、BOD5及色度去除率隨pH值增加而明顯下降。這一結(jié)果初步說明電絮凝處理苧麻加工廢水的適宜區(qū)間為6.0～10.0，而作用的最適環(huán)境的pH值為7.0～9.0，當(dāng)大于10.0或小于6.0時(shí)，其環(huán)境就會(huì)抑制廢水的處理效果，因?yàn)閜H過高則易引起陽極鈍化，影響處理效果，而pH過低，水中的Fe3+離子含量會(huì)增大，也會(huì)影響處理效果[4]。本試驗(yàn)廢水為強(qiáng)堿性，水處理過程中只需對(duì)pH進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，即可達(dá)到較好的去除效果。

因此，廢水處于中性稍微偏堿狀態(tài)（pH=7～9）時(shí)可以得到比較好的處理效果，其具體值可結(jié)合后續(xù)處理?xiàng)l件確定。

（二）電流密度對(duì)處理效果的影響

極板間距為20mm，極板尺寸為80mm×40mm×2mm，采用恒電流電解10min，調(diào)節(jié)水樣的pH值為8.5，電流密度分別設(shè)為1.25A/dm2，2.50A/dm2，3.75A/dm2，5.00A/dm2，6.25A/dm2，7.50A/dm2，8.75A/dm2電絮凝結(jié)束后過濾，測(cè)定其水質(zhì)變化情況。（見圖2）

由圖2所示，CODCr、BOD5及色度的去除率均隨電流密度的增大而增加，當(dāng)電流密度達(dá)6.25A/dm2時(shí)CODCr的去除率達(dá)31.08%，BOD5的去除率達(dá)29.21%，色度去除率達(dá)85.00%，然后隨著電流密度的增加基本無變化，甚至略有下降。分析主要原因是：電流密度增加，電解產(chǎn)生的Fe3+增加。Fe3+水解產(chǎn)生的多核羥基絡(luò)合物和氧化鐵越多，絮凝效果越好，故電流密度增大，去除率提高；但過大的電流密度，產(chǎn)生過多的Fe3+，膠體表面電荷發(fā)生逆轉(zhuǎn)，形成膠體的排斥，造成膠粒的重新懸浮。文獻(xiàn)報(bào)道，電流密度增加，使得通過導(dǎo)體的電壓損失與過電壓增多，致使單位去除量的能耗不斷增加，電流密度越大，極化程度也越大，陽極更易鈍化。一般來說，采用低電流密度，可以節(jié)省能耗[5]。

因此，適合該廢水處理的最適宜電流密度為6.25A/dm2。

（三）電解時(shí)間對(duì)處理效果的影響

極板尺寸為80mm×40mm×2mm，極板間距為20mm，采用恒電流電解，電流密度為6.25A/dm2 ，水樣的pH值調(diào)為8.5，調(diào)節(jié)電解時(shí)間分別為5min，10min，15min，20min，25min，絮凝結(jié)束后測(cè)定其水質(zhì)變化情況。（見圖3）。

理論上講電解時(shí)間越長，CODCr、BOD5及色度的去除率越高。曲線表明CODCr、BOD5及色度的去除率在前15min內(nèi)隨電解時(shí)間增加而明顯上升，當(dāng)電解時(shí)間達(dá)15min時(shí)，CODCr去除率達(dá)30.37%，BOD5的去除率達(dá)28.51%，色度去除率達(dá)86.67%。而后隨時(shí)間進(jìn)一步增加也有一定增加，CODCr、BOD5的去除率在25min時(shí)分別達(dá)31.76%和29.97%，稍后增加緩慢。色度去除率在20min時(shí)達(dá)88.33%，之后略有下降，估計(jì)是時(shí)間過長，F(xiàn)e2+氧化成Fe3+所至。考慮電能及電極損耗的因素，確定最適宜電解時(shí)間為15min。

（四）極板間距對(duì)處理效果的影響

極板尺寸為80mm×40mm×2mm，電流密度設(shè)為6.25A/dm2，水樣的pH值調(diào)為8.5，采用恒電流電解15min，調(diào)節(jié)極板間距分別為10mm，15mm，20mm，25mm，30mm絮凝結(jié)束后測(cè)定其水質(zhì)變化情況。（見圖4）

試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，隨著極板間距的增加，CODCr、BOD5及色度的去除率逐漸下降，極板間距為10mm時(shí)CODCr、BOD5及色度的去除率分別為32.92%，33.36%，86.67%。當(dāng)極板間距為30mm時(shí)，CODCr、BOD5及色度的去除率分別為13.03%，11.64%，33.33%。但是極板間距太小，易于引起極板短路，也不易于清洗，本試驗(yàn)選擇間距為20mm。

四、結(jié)論

采用電絮凝法對(duì)苧麻廢水進(jìn)行預(yù)處理獲得良好的效果。

1．通過影響因素的研究，確定了預(yù)處理的最佳處理?xiàng)l件：pH=8.5，電流密度Id=6.25A/dm2，電解時(shí)間T=15min，極板間距d=20mm，此條件下苧麻廢水的COD、BOD及色度除率可分別達(dá)到30.02%、23.27%、84.17%。

2．電絮凝法工藝簡單、操作方便、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好，當(dāng)前已經(jīng)成為水處理工藝中的熱點(diǎn)。電絮凝法在該實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用，則它可以降低廢水的色度，減輕廢水的毒性，降解部分難降解的物質(zhì)，提高廢水的可生化性，為后續(xù)處理提供更好的條件。含鐵廢料多，數(shù)量大，這種以廢治廢的方法，適合當(dāng)前環(huán)境處理發(fā)展的要求，對(duì)于控制水污染、節(jié)約水資源有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]酸析一鐵碳內(nèi)電解預(yù)處理苧麻廢水實(shí)驗(yàn)研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2006，4：1～3.

[4]高艷嬌、黃繼國、沈照理等，電絮凝工藝處理垃圾填埋場滲濾液[J].水處理技術(shù)，2006，32（1）：48～50.

[5]Peterson Bueno Moraes and Rodnei Bertazzoli. Electrodegradation of landfill leachate in a flow electrochemical reactor[J].Chemosphere，2005，58（1）：41～46.

作者簡介：

鄧其娟，女，漢，重慶合川，四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，碩士研究生。