電吸附水處理技術(shù)(EST)對(duì)污水懸浮物去除效果研究

柯起龍

(新疆哈密地區(qū)巴里坤縣環(huán)境監(jiān)測站，新疆 哈密 839200)

1 引 言

水中懸浮物是指懸浮在水中的固體物質(zhì)，一般來源于外界環(huán)境中的灰塵、泥沙、腐蝕產(chǎn)物、微生物以及微生物的排泄物等［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而影響傳熱的正常進(jìn)行，加大能耗量，并且會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕，危害設(shè)備的運(yùn)行。

在國外電吸附技術(shù)研究較早，技術(shù)也較為成熟，而國內(nèi)還處于起步階段。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，彌補(bǔ)了其它方法的不足。因此，本實(shí)驗(yàn)采用電吸附技術(shù)對(duì)污水懸浮物去除效果進(jìn)行研究。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

本實(shí)驗(yàn)水樣采自新疆巴里坤縣污水處理廠，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。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1)濾膜準(zhǔn)備:將微孔濾膜置于稱量瓶里，105℃烘干半小時(shí)后，冷卻，稱其重量，將恒重的微孔濾膜放在濾膜過濾器的濾膜托盤上。

(2)測定:量取100mL 試樣，抽吸過濾，用10mL蒸餾水連續(xù)洗滌三次，再吸濾除去痕量水分，然后取出載有懸浮物的濾膜放在原恒重的稱量瓶里，105℃下烘干1 h，冷卻，稱其重量。

3 結(jié)果與分析

3.1 電吸附技術(shù)對(duì)各階段懸浮物的去除效率

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，原水、進(jìn)水及出水經(jīng)電吸附技術(shù)處理后懸浮物濃度分別為27、7、6mg/L，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。原水經(jīng)過處理后懸浮物去除率為74.07%，而進(jìn)水處理后懸浮物去除率為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。

3.2 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)懸浮物去除沒有實(shí)質(zhì)性影響。

3.3 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有影響。

圖2 進(jìn)水中懸浮物濃度和懸浮物去除率之間的關(guān)系

3.4 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)樣品驗(yàn)硬度值程下降趨勢，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)電吸附去除率沒有影響。

圖3 進(jìn)水中的硬度值與懸浮物去除率之間的關(guān)系

4 討 論

本研究結(jié)果表明電吸附技術(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)處理懸浮物沒有影響。電吸附水處理技術(shù)優(yōu)勢的地方并不是處理懸浮物，而是處理帶點(diǎn)顆?；螂x子。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［5－6］。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［7－8］。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［9］。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，日益嚴(yán)重的水資源短缺和水環(huán)境污染困擾著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，并已成為制約經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素［10］。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。

［1］安麗芬，馮敏英，段媛媛．水中懸浮物測定中應(yīng)注意的問題［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009(3):97－97．

［2］桓如．工業(yè)用水處理工程［M］．清華大學(xué)出版社有限公司，2005．

［3］孫曉慰，朱國富．電吸附水處理技術(shù)及設(shè)備［J］．工業(yè)水處理，2002，22(8):1－3．

［4］查振林，余以雄，羅亞田，等．電吸附技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用［J］．四川化工，2005，8(4):52－54．

［5］董曉寧，王亞麗．電吸附技術(shù)在水處理中的應(yīng)用及其研究進(jìn)展［J］．廣東化工，2010，37(8):26－27．

［6］趙亭月，張凌曉，張愛民，等．電吸附技術(shù)在水處理中的應(yīng)用［J］．山東水利，2003，2:35－36．

［7］冷廷雙，范麗娜，劉旭明，等．電吸附除鹽技術(shù)用于首秦公司回用水中試研究［J］．給水排水，2008，34(7):59－62．

［8］Afkhami A，Conway B E．Investigation of removal of Cr(VI)，Mo(VI)，W(VI)，V(IV)，and V(V)oxy－ions from industrial waste－waters by adsorption and electrosorption at high－area carbon cloth［J］．Journal of colloid and interface science，2002，251(2):248－255．

［9］Niu J，Conway B E．Adsorptive and electrosorptive removal of aniline and bipyridyls from waste－waters［J］．Journal of Electroanalytical Chemistry，2002，536(1):83－92．

［10］邢平偉，秦天，宋清生．中國的水污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策淺論［J］．太原科技，2003(4):4－5．