電絮凝技術處理廢水的原理

電絮凝法是將絡合吸附與(yu) 氧化還原、酸堿中和、氣浮分離結合起來的處理工藝。M. Y. A. Mollah 等〔3〕研究電絮凝機理表明，帶正電的絮凝劑與(yu) 汙染物顆粒通過靜電引力和範德華力，絡合聚集成團，生成可沉降的絮凝體(ti) 而去除。有機分子可通過陽極氧化分解成小分子而易於(yu) 被絮凝劑吸附，染料和溶解態的金屬離子則可通過陰極的電還原沉積作用與(yu) 水體(ti) 分離。廢水呈堿性時，陽極溶出產(chan) 生的金屬離子經水解和絡合作用消耗了廢水中過多的 OH-，使pH 下降；而對於(yu) 酸性廢水，金屬氫氧化物和陰極電解水產(chan) 生的 OH- 能消耗廢水中H+，使pH 上升，因而，電絮凝有中和酸堿的作用〔4〕。另外，當處理含油廢水等形成的絮體(ti) 微輕、難沉降時，還可利用陰極析氫或耦合後續電氣浮工藝，由電解水產(chan) 生的O2 和H2（直徑不超過60 μm，遠小於(yu) 加壓氣泡粒徑）在上浮過程中將微輕絮體(ti) 帶至水麵達到分離目的，而該過程無需外投PAM 等試劑和處理絮凝汙泥。電氣浮還兼具一定電氧化去除COD 的功能。

電絮凝法是一個(ge) 複雜的物化技術，其核心內(nei) 容是絮凝劑的生成。對於(yu) Al 陽極，電解產(chan) 生的Al3+在水中迅速以水合離子Al（H2O）6 3+的形態存在，隨後很快水解失去H+ ，形成一係列單核絡合物，如 Al（H2O）5OH2+、Al（H2O）4（OH）2+、Al（H2O）3（OH）3 等。由於(yu) 羥基鋁離子增多，剩餘(yu) 孤對電子，羥基配位能力未飽和，可與(yu) 另一個(ge) 鋁離子逐漸聚合為(wei) 羥基橋聯結構，形成兩(liang) 個(ge) 羥基鍵橋，從(cong) 而由單核鋁的絡合物緩慢聚合成表麵富含羥基的多核高分子網狀聚合物 Alm（H2O ）x（OH ）n （3m-n），如Al2（H2O ）8（OH）2 4+、 Al16（H2O）24（OH）36 12+ 等，並zui終轉化成無定形的〔Al（OH）3〕n 絮凝劑。A. Sarpola 等〔5〕通過質譜分析證實了有超過80種單價(jia) 鋁核陽離子（Al2~13）和19 種多價(jia) 鋁核陽離子（Al10~27）存在，另外，還發現超過45 種單價(jia) 鋁核陰離子（Al1~12） 和9 種多價(jia) 鋁核陰離子（Al10~32），而鋁絮凝劑的聚合度zui多可達32 個(ge) 鋁。除上述高分子網狀聚合物Alm（H2O）x（OH） n （3m-n） 外，還會(hui) 生成一些氧化鋁合氫氧根的大分子聚合物，如Al13O4（OH）24 7+等，或當水體(ti) 中含有NaCl 電解質時，還會(hui) 生成一些被NaCl 分子包覆的絮凝劑如〔Al2 （OH）3 （H2O）3·2.05NaCl〕3 + 、〔Al3 （OH）6 （H2O）8· 2.00NaCl〕3+等。一般地，聚合度與(yu) 絮凝效率呈正相關(guan) ，吳珍等〔6〕研究表明30 個(ge) 鋁的聚合比13 個(ge) 鋁的聚合的吸附和架橋作用強，而且有更寬的有效投量範圍。通常，低聚合度絮凝劑是通過吸附作用去除汙染物粒子；而高聚合度絮凝劑則因表麵積大、表麵基團多，對汙染物粒子通過網捕包覆去除，但高聚合度的絮凝劑，產(chan) 生的後續汙泥量較大，增加了處置成本。

對於(yu) Al 陽極，電絮凝劑的生成過程還受pH、 Al3+濃度、水體(ti) 成分、停留時間、水流方式和氣泡生成速率等因素的影響。

Al3+在水體(ti) 中的停留時間越長，與(yu) OH- 水化越充分，聚鋁的聚合度和產(chan) 量就越大，越有利於(yu) 後續除汙，但停留時間過長會(hui) 降低電絮凝的時空效率。電絮凝法通常采用序批間歇式或循環流動式的水流設置來保證金屬離子的水化聚合及絮凝過程的*和。