电吸附水处理技术对污水悬浮物去除效果研究

柯起龙

摘要：为了研究电吸附水处理技术（EST）对污水悬浮物的去除效果，利用电吸附水处理技术对生活污水中悬浮物进行处理分析，结果表明电吸附水处理系统对悬浮物的去除效果较好，符合国家污水排放标准中的规定标准；电吸附处理系统对悬浮物的去除率达到74.07%，而电吸附模块本身对悬浮物去除率仅为14.29%，氯离子、进水中悬浮物的浓度以及进水中的硬度值均对电吸附技术处理悬浮物的效率没有影响。因此，电吸附水处理技术可作为污水处理的一种新型有效方法，进行广泛应用。

关键词：电吸附水处理技术；循环冷却水；悬浮物

DOI： 10.14068/j.ceia.2015.06.021

中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：2095-6444（2015）05-0094-03

水中悬浮物一般来源于外界环境中的灰尘、泥沙、腐蚀产物、微生物以及微生物排泄物等[1]。循环冷却水中的污垢包括两个方面：水垢和污泥[2]。循环冷却水中悬浮物会使得传热面的传热效率下降，加大能耗，并且会对设备产生一定腐蚀，危害设备运行。

电吸附技术最早用来制造高纯水及水中微量金属离子、部分有机物及部分无机盐等杂质的去除。Abbas[3]报道了电吸附法去除工业废水中Cr6+、Mo6+、W6+、V4+、V5+等离子，去除效果较好。JianJun Niu[4]和Abbas还分别报道了用电吸附方法去除水中苯胺及吡啶、硝酸盐和亚硝酸盐的研究，均取得了较高的去除率。因此，本实验通过采用滤纸过滤、103～105℃烘干称量法，测定原水、进水、出水和浓缩水中悬浮物的含量来计算出电吸附技术对悬浮物的去除效率。

1材料与方法

1.1样品采集

本实验的水样是采自于新疆巴里坤县污水处理厂，其采样时间为2013年10月15日至10月26日每天进行取样，分别编号为1、2…12。

1.2实验方法

（1）滤膜准备

将微孔滤膜置于称量瓶里，103～105℃烘干半小时后取出置干燥器内，冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2 mg。将恒重的微孔滤膜放在滤膜过滤器的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗，并用夹子固定。以蒸馏水湿润滤膜，并不断吸滤。

（2）测定

量取100 mL试样，抽吸过滤，再用10 mL蒸馏水连续洗涤三次，继续吸滤以除去痕量水分，停止吸滤后，取出载有悬浮物的滤膜放在原恒重的称量瓶里，103～105℃下烘干1 h，冷却称重。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量差≤0.4 mg。记录下数据。

2结果与分析

2.1电吸附技术对各阶段悬浮物的去除效率

由表1可知生活污水经电吸附技术处理后悬浮物含量小于10 mg/L，分析得出处理后测出的悬浮物含量符合国家标准。原水经过处理后悬浮物去除率达到了74.07%，而进水经过电吸附处理后对悬浮物的去除仅达到14.29%，结果表明电吸附处理系统对污水中悬浮物的去除绝大部分是滤器去除的，而电吸附本身对悬浮物的去除效率不高。

2.2水样中氯离子对悬浮物去除率的影响

向1—8号水样中分别加入HCl，再向9—12号水样中分别加入NaCl、HCl，分别记录水样中氯离子浓度和悬浮物去除率，结果如图1所示。由图可知当7、8、9号实验进水中氯离子浓度迅速降低时，悬浮物的去除率分别为14.29%、12.50%和11.11%，悬浮物的去除率变化不大。且氯离子加入量的方差（2421.38）远大于悬浮物去除率方差（32.10），氯离子加入量的波动远大于悬浮物去除率的波动，结果表明水中氯离子含量对悬浮物去除没有实质性影响。

2.3进水中悬浮物浓度对悬浮物去除率的影响

由图2可知，随着1～3号进水悬浮物浓度的减少，其悬浮物去除率在上升，8～10号实验随着进水中悬浮物含量的上升，其悬浮物去除率先下降再上升；10～12号实验随着进水中悬浮物含量的下降，其悬浮物去除率先下降后上升。结果表明，进水中悬浮物的浓度对电吸附技术处理悬浮物的效率没有影响。

2.4进水中硬度的大小对于悬浮物去除率的影响

由图3可知1～3号实验的硬度值是先下降后上升，但悬浮物的去除率逐渐上升；5～9号样品实验硬度值呈下降趋势，但悬浮物的去除率先上升后下降后趋于稳定；9～12号实验硬度值先上升后下降，而悬浮物的去除率先上升再下降然后又上升，结果表明进水中的硬度值对电吸附去除率没有影响。

3讨论

研究结果表明，电吸附水处理技术对悬浮物的处理效果符合国家标准。电吸附技术本身对悬浮物有一定去除效率，但进水中加入氯离子含量、悬浮物的浓度以及进水中的硬度值对电吸附技术处理悬浮物没有影响。电吸附水处理技术的优势并不是处理悬浮物，而是处理带点颗粒或离子。对氟、氯、钙、镁离子去除效果尤佳。影响电吸附技术处理效果的因素很多，包括电极材料、电压、溶液流量及含盐浓度等[56]。电吸附技术的电极材料不仅要求导电性能良好，而且还要有较大的比表面积，能提供尽可能多的双电层[7]。从理论上分析，电极上电压越高，双电层将越厚，出水离子浓度（以电导率的高低表示） 也越低[8]。因此，更多的研究就是针对这些影响因素和各种工艺的搭配使用开展的。

随着工业及城填化的不断发展，水资源短缺和水环境污染已成为制约我国经济可持续发展的主要因素。工业上利用冷却循环水系统来提高水的重复利用率将是今后的趋势所在。EST 技术已应用在饮用水、工业工艺用水、环保废水以及污水处理等领域。相信随着新型电极材料的出现，电吸附水处理技术应用前景将会更为广阔。

参考文献（References）：

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[2]桓如. 工业用水处理工程[M]. 北京： 清华大学出版社， 2005.

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[4]查振林， 余以雄， 罗亚田， 等. 电吸附技术及其在水处理中的应用[J]. 四川化工， 2005， 8（4）： 5254.

[5]董晓宁， 王亚丽. 电吸附技术在水处理中的应用及其研究进展[J]. 广东化工， 2010， 37（8）： 2627.

[6]赵亭月， 张凌晓， 张爱民， 等. 电吸附技术在水处理中的应用[J]. 山东水利， 2003， 2： 3536.

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[8]Niu J， Conway B E. Adsorptive and electrosorptive removal of aniline and bipyridyls from wastewaters[J]. Journal of Electroanalytical Chemistry， 2002， 536（1）： 8392.