2、電絮凝的原理
3、電絮凝法處理廢水的影響因素
應(yīng)用電絮凝法有效處理廢水，還要解決電極鈍化和電解極化等問題，保證電流效率和絮凝效果，控制槽壓和能耗。電極鈍化主要由陽極溶出產(chǎn)生的金屬離子氧化成膜并附著于陽極引起；電解極化則包括濃差極化、電化學(xué)極化和金屬陽極表面極化。
通常鐵電極產(chǎn)生的絮體粒徑小、沉淀密實(shí)、沉降快，但出水因含F(xiàn)e3+而顯黃色，斷電時(shí)電極易繼續(xù)銹蝕。而鋁電極產(chǎn)生絮體速度快、無色度生成、絮體顆粒大且吸附能力強(qiáng)，但沉淀松散、沉降緩慢不利于后續(xù)處理，另外對(duì)于含油廢水，鋁電極去除COD 的效率略低于鐵電極，這可能與溶解態(tài)的Fe3+具有一定氧化性有關(guān)。鋁、鐵極板聯(lián)用還可提高絮凝效果，鋁-鐵組合電極對(duì)廢水中 Ni2+、Cu2+、Cr6+的電絮凝效果（三者初始質(zhì)量濃度分別為2.0、2.5、0.7 g/L），電解3 h，組合電極去除上述離子的效率明顯高于單獨(dú)使用鋁或鐵電極，其中鋁-鐵組合、鋁、鐵電極對(duì)Cr6+的去除率分別為99%、 85%、47%。
廢水pH 會(huì)影響絮凝劑的生成和除污效率。聚鋁或聚鐵絮凝劑在較高pH 下吸附架橋能力會(huì)更強(qiáng)，混凝效果更好。一般情況下，pH 過低不利于絮凝劑的生成，另一方面，在強(qiáng)堿性條件下，鋁或鐵的氫氧化物又會(huì)溶解，抑制其聚合生成絮凝劑。因此通常電絮凝劑生長適宜的pH 為中性或弱堿性（pH 在 6~10）。然而，pH 還影響污染物和絮凝劑表面電荷的分布，而各種絮凝劑在水中等電位所對(duì)應(yīng)pH 不同，因此pH 的選取還應(yīng)視具體水質(zhì)而定：對(duì)于含砷廢水，pH 應(yīng)在7.5 左右；去除Cr3+的pH 應(yīng)在5.0 左右；去除 F- 的pH 宜在6.0 左右；去除染料分子的pH 約8.5 等。
廢水電導(dǎo)率低會(huì)增加電絮凝處理時(shí)的能耗和導(dǎo)致電極過度極化，降低除污效率和電極壽命。因此，可采用向廢水中投加合適的強(qiáng)電解質(zhì)，通過提高水體電導(dǎo)率來提高電絮凝效率并降低能耗的方法。
電絮凝過程中極板溶出、絮凝和氣浮作用的動(dòng)力來源于電流，通常電流密度大電絮凝效率就高。然而電流密度過大易引起電極過度極化，加速電極鈍化和增加槽壓，引起更多的副反應(yīng)：陽極產(chǎn)生過多的金屬陽離子，影響絮凝劑的生成；陰極析氫過多，干擾和削弱絮凝作用。
目前研究有效抑制極板鈍化的方法是采用脈沖電流替代直流電流，降低電解極化的方法為極板換相。脈沖電流產(chǎn)生的電解間歇期可使電解出的金屬離子與水體中的 OH- 充分反應(yīng)，生成絮凝劑并隨水流遷出電極區(qū)，從而減少金屬離子氧化成膜的幾率。極板換相可周期性更換極化方向，破壞固定極化區(qū)域并有效抑制鈍化。
近年來，有研究人員采用部分物化法協(xié)同電絮凝法的方式處理廢水，用來提高對(duì)重金屬離子、有機(jī)污染物的去除率。在超聲協(xié)同鈦鐵雙陽極電化學(xué)法降解廢水中酚的過程，該過程集陽極催化氧化、超聲空化和電絮凝為一體，在電流密度為 250 A/ m2，超聲功率為0.6 kW，反應(yīng)時(shí)間為1 h 條件下，酚在鐵陽極系統(tǒng)降解55.6%，而在鈦鐵雙陽極系統(tǒng)則降解76.2%。在電絮凝法耦合 H2O2 氧化法處理含鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）廢水的情況，該技術(shù)將電Fenton 反應(yīng)、電絮凝和電氣浮結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)DMP 的有效去除。3、電絮凝法的應(yīng)用
電絮凝技術(shù)可處理電鍍、印染、制藥、制革、造紙等多種行業(yè)廢水，目標(biāo)污染物包括鉻、磷、氟、染料等。
線路板、制革、染料等行業(yè)排放的廢水含大量重金屬離子，如Cr6+、Cu2+、Ni2+等，都可以通過電絮凝技術(shù)進(jìn)行有效去除。以除鉻為例，電絮凝法通常采用鐵電極，通過利用Fe2+或Fe 的還原作用將Cr6+還原為毒性較低的Cr3+，并與 OH- 反應(yīng)生成沉淀或被原位生成的絮凝劑吸附，同時(shí)Fe2+被氧化為Fe3+。
廢水中的磷多以PO23-、PO33-、P2O7 4- 和PO3- 的形式存在，當(dāng)廢水加熱至90 ℃以上，4 種磷酸根離子會(huì)通過一系列反應(yīng)變成PO43-，此時(shí)可與電絮凝陽極溶出的Al3+、Fe3+反應(yīng)生成難溶的AlPO4 和FePO4 而被除去。其中PO33- 最難去除，在工況中投加生石灰可提高PO33- 的去除率，但泥量大。
目前，有關(guān)電絮凝法去除水體中 F- 的報(bào)道存在兩種機(jī)理：F-與絮凝劑中 OH-的置換反應(yīng)和 F-與金屬陽離子反應(yīng)生成沉淀。M. M. Emamjomeh 等研究表明，F(xiàn)- 置換Aln（OH）m （3n-m）中的 OH-從而被去除。而N. Mameri 等研究表明，F(xiàn)- 與 Al3+ 反應(yīng)生成 AlF6 3-，再與Na+反應(yīng)生成沉淀，從而將氟從水中除去。另外，當(dāng)水體中存在PO43- 時(shí)，由于PO43- 的水解，水體呈強(qiáng)堿性，從而促進(jìn)Al（OH）3 水解成 Al（OH）4-，致使絮凝劑喪失除氟能力；當(dāng)水體中存在 SO42- 時(shí)也對(duì)電絮凝除氟有不利影響，但其影響機(jī)制尚不清楚，有待深入研究。
電絮凝法處理染料廢水時(shí)，有機(jī)染料分子可直接被原位絮凝劑吸附或被陽極直接氧化，也可能被陽極產(chǎn)生的氧化劑如O2、H2O2（可與Fe2+組成Fenton 試劑）等間接氧化，降解為小分子化合物，再被絮凝劑吸附去除。由于染料分子大部分帶負(fù)電，而絮凝劑帶正電，因而吸附是以靜電吸附為主。另外，廢水的 pH 對(duì)反應(yīng)過程的影響很大，在pH 小于6.5 時(shí)，電絮凝法處理染料廢水以化學(xué)沉淀反應(yīng)為主；pH 超過 6.5 時(shí)，電絮凝法處理染料廢水以吸附反應(yīng)為主。
