電吸附水處理技術(shù)對(duì)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(shù)（EST）對(duì)污水懸浮物的去除效果，利用電吸附水處理技術(shù)對(duì)生活污水中懸浮物進(jìn)行處理分析，結(jié)果表明電吸附水處理系統(tǒng)對(duì)懸浮物的去除效果較好，符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；電吸附處理系統(tǒng)對(duì)懸浮物的去除率達(dá)到74.07%，而電吸附模塊本身對(duì)懸浮物去除率僅為14.29%，氯離子、進(jìn)水中懸浮物的濃度以及進(jìn)水中的硬度值均對(duì)電吸附技術(shù)處理懸浮物的效率沒(méi)有影響。因此，電吸附水處理技術(shù)可作為污水處理的一種新型有效方法，進(jìn)行廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電吸附水處理技術(shù)；循環(huán)冷卻水；懸浮物

DOI： 10.14068/j.ceia.2015.06.021

中圖分類號(hào)：X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-6444（2015）05-0094-03

水中懸浮物一般來(lái)源于外界環(huán)境中的灰塵、泥沙、腐蝕產(chǎn)物、微生物以及微生物排泄物等[1]。循環(huán)冷卻水中的污垢包括兩個(gè)方面：水垢和污泥[2]。循環(huán)冷卻水中懸浮物會(huì)使得傳熱面的傳熱效率下降，加大能耗，并且會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定腐蝕，危害設(shè)備運(yùn)行。

電吸附技術(shù)最早用來(lái)制造高純水及水中微量金屬離子、部分有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)鹽等雜質(zhì)的去除。Abbas[3]報(bào)道了電吸附法去除工業(yè)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(bào)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(shí)驗(yàn)通過(guò)采用濾紙過(guò)濾、103～105℃烘干稱量法，測(cè)定原水、進(jìn)水、出水和濃縮水中懸浮物的含量來(lái)計(jì)算出電吸附技術(shù)對(duì)懸浮物的去除效率。

1材料與方法

1.1樣品采集

本實(shí)驗(yàn)的水樣是采自于新疆巴里坤縣污水處理廠，其采樣時(shí)間為2013年10月15日至10月26日每天進(jìn)行取樣，分別編號(hào)為1、2…12。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

（1）濾膜準(zhǔn)備

將微孔濾膜置于稱量瓶里，103～105℃烘干半小時(shí)后取出置干燥器內(nèi)，冷卻至室溫，稱其重量。反復(fù)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(guò)濾器的濾膜托盤(pán)上，加蓋配套的漏斗，并用夾子固定。以蒸餾水濕潤(rùn)濾膜，并不斷吸濾。

（2）測(cè)定

量取100 mL試樣，抽吸過(guò)濾，再用10 mL蒸餾水連續(xù)洗滌三次，繼續(xù)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(fù)烘干、冷卻、稱量，直至兩次稱量差≤0.4 mg。記錄下數(shù)據(jù)。

2結(jié)果與分析

2.1電吸附技術(shù)對(duì)各階段懸浮物的去除效率

由表1可知生活污水經(jīng)電吸附技術(shù)處理后懸浮物含量小于10 mg/L，分析得出處理后測(cè)出的懸浮物含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。原水經(jīng)過(guò)處理后懸浮物去除率達(dá)到了74.07%，而進(jìn)水經(jīng)過(guò)電吸附處理后對(duì)懸浮物的去除僅達(dá)到14.29%，結(jié)果表明電吸附處理系統(tǒng)對(duì)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(duì)懸浮物的去除效率不高。

2.2水樣中氯離子對(duì)懸浮物去除率的影響

向1—8號(hào)水樣中分別加入HCl，再向9—12號(hào)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(jié)果如圖1所示。由圖可知當(dāng)7、8、9號(hào)實(shí)驗(yàn)進(jìn)水中氯離子濃度迅速降低時(shí)，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(yuǎn)大于懸浮物去除率方差（32.10），氯離子加入量的波動(dòng)遠(yuǎn)大于懸浮物去除率的波動(dòng)，結(jié)果表明水中氯離子含量對(duì)懸浮物去除沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響。

2.3進(jìn)水中懸浮物濃度對(duì)懸浮物去除率的影響

由圖2可知，隨著1～3號(hào)進(jìn)水懸浮物濃度的減少，其懸浮物去除率在上升，8～10號(hào)實(shí)驗(yàn)隨著進(jìn)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(hào)實(shí)驗(yàn)隨著進(jìn)水中懸浮物含量的下降，其懸浮物去除率先下降后上升。結(jié)果表明，進(jìn)水中懸浮物的濃度對(duì)電吸附技術(shù)處理懸浮物的效率沒(méi)有影響。

2.4進(jìn)水中硬度的大小對(duì)于懸浮物去除率的影響

由圖3可知1～3號(hào)實(shí)驗(yàn)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(hào)樣品實(shí)驗(yàn)硬度值呈下降趨勢(shì)，但懸浮物的去除率先上升后下降后趨于穩(wěn)定；9～12號(hào)實(shí)驗(yàn)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(jié)果表明進(jìn)水中的硬度值對(duì)電吸附去除率沒(méi)有影響。

3討論

研究結(jié)果表明，電吸附水處理技術(shù)對(duì)懸浮物的處理效果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。電吸附技術(shù)本身對(duì)懸浮物有一定去除效率，但進(jìn)水中加入氯離子含量、懸浮物的濃度以及進(jìn)水中的硬度值對(duì)電吸附技術(shù)處理懸浮物沒(méi)有影響。電吸附水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)并不是處理懸浮物，而是處理帶點(diǎn)顆粒或離子。對(duì)氟、氯、鈣、鎂離子去除效果尤佳。影響電吸附技術(shù)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(shù)的電極材料不僅要求導(dǎo)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(dǎo)率的高低表示） 也越低[8]。因此，更多的研究就是針對(duì)這些影響因素和各種工藝的搭配使用開(kāi)展的。

隨著工業(yè)及城填化的不斷發(fā)展，水資源短缺和水環(huán)境污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。工業(yè)上利用冷卻循環(huán)水系統(tǒng)來(lái)提高水的重復(fù)利用率將是今后的趨勢(shì)所在。EST 技術(shù)已應(yīng)用在飲用水、工業(yè)工藝用水、環(huán)保廢水以及污水處理等領(lǐng)域。相信隨著新型電極材料的出現(xiàn)，電吸附水處理技術(shù)應(yīng)用前景將會(huì)更為廣闊。

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