電絮凝法預處理苧麻廢水實驗研究

[摘要]采用可溶性Fe陽極材料通過電絮凝法預處理苧麻廢水。實驗研究廢水的pH值、電流密度、電解時間、極板間距等因素對廢水COD、BOD及色度去除率的影響，并確定最適宜工藝條件：pH=8.5，電流密度Id=6.25A/dm2，電解時間T=15min，極板間距d=20mm，此時苧麻廢水的COD、BOD及色度去除率可分別達到30.02%、23.27%、84.17%。

[關鍵詞]電絮凝 苧麻廢水 預處理

中圖分類號：TQ15文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）0110116-02

一、前言

我國苧麻資源豐富，苧麻產量占世界總量的90％以上[1]，但長期以來，由于苧麻加工工藝落后及苧麻脫膠污染嚴重，直接影響了麻紡行業發展。苧麻廢水已成為極難處理的工業廢水之一，它含有大量不易被生物降解的木質素、纖維素、水溶物、果膠物質、半纖維素、脂肪臘質和灰分[2]。因此，最大限度降低進水的木質素含量，是提高生物處理效果的關鍵，就需要對廢水進行預處理。常用的預處理方法，存在化學藥劑用量大、二次污染嚴重、處理費用高、效果不佳以及產生的沉淀污泥需要進一步的處理等問題。本試驗是電絮凝法應用于苧麻脫膠廢水的處理當中，以代替常規的預處理方法[3]。

二、實驗

（一）廢水來源及水質

實驗取水來自四川省達州市大竹縣某苧麻紡織有限公司生產車間排出的綜合廢水（以下簡稱廢水）。所取水樣呈棕褐色，半透明，有一些懸浮物，濃厚的惡臭氣味。根據試驗多次取樣測定，該廢水的水質情況如下：pH值為12.56～13.25、CODCr為4015.86～4965.23mg/L、BOD5為963.65～1266.17mg/

L、色度為600稀釋倍數。

（二）分析方法

pH采用玻璃電極法；CODCr采用重鉻酸鉀法；BOD5采用五日培養法；色度采用稀釋倍數法。

（三）實驗方法

本試驗采用燒杯作為電絮凝槽，以鐵板作為可溶性陽極材料，陰極材料為不銹鋼板，進行電解試驗。取一定量的廢水水樣，靜置穩定半小時后，取上層廢水分裝于250ml燒杯中，每杯裝200ml廢水。極板尺寸為80mm×40mm×2mm，測定在不同的工藝試驗條件下電絮凝處理廢水情況。電絮凝過程結束后，取出極板去除上層絮凝懸浮物，靜置30min后去除下層絮凝沉積物，再取清液測定主要水質指標。

三、結果與討論

（一）pH值對處理效果的影響

極板尺寸為80mm×40mm×2mm，極板間距為20mm，采用恒電流電解10min，電流密度為6.25A/dm2，調節水樣的pH值分別為4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0，11.0，12.0，電絮凝結束后過濾，測定其水質變化情況。（見圖1）

試驗結果表明，pH＜7時，CODCr、BOD5及色度去除率較低，隨著pH值上升，處理效果呈上升趨勢，當pH=7～9時，廢水的CODCr的去除率可達30.68%，BOD5去除率可達29.23%，色度可達80倍；pH＞9以后，CODCr、BOD5及色度去除率隨pH值增加而明顯下降。這一結果初步說明電絮凝處理苧麻加工廢水的適宜區間為6.0～10.0，而作用的最適環境的pH值為7.0～9.0，當大于10.0或小于6.0時，其環境就會抑制廢水的處理效果，因為pH過高則易引起陽極鈍化，影響處理效果，而pH過低，水中的Fe3+離子含量會增大，也會影響處理效果[4]。本試驗廢水為強堿性，水處理過程中只需對pH進行適當調節，即可達到較好的去除效果。

因此，廢水處于中性稍微偏堿狀態（pH=7～9）時可以得到比較好的處理效果，其具體值可結合后續處理條件確定。

（二）電流密度對處理效果的影響

極板間距為20mm，極板尺寸為80mm×40mm×2mm，采用恒電流電解10min，調節水樣的pH值為8.5，電流密度分別設為1.25A/dm2，2.50A/dm2，3.75A/dm2，5.00A/dm2，6.25A/dm2，7.50A/dm2，8.75A/dm2電絮凝結束后過濾，測定其水質變化情況。（見圖2）

由圖2所示，CODCr、BOD5及色度的去除率均隨電流密度的增大而增加，當電流密度達6.25A/dm2時CODCr的去除率達31.08%，BOD5的去除率達29.21%，色度去除率達85.00%，然后隨著電流密度的增加基本無變化，甚至略有下降。分析主要原因是：電流密度增加，電解產生的Fe3+增加。Fe3+水解產生的多核羥基絡合物和氧化鐵越多，絮凝效果越好，故電流密度增大，去除率提高；但過大的電流密度，產生過多的Fe3+，膠體表面電荷發生逆轉，形成膠體的排斥，造成膠粒的重新懸浮。文獻報道，電流密度增加，使得通過導體的電壓損失與過電壓增多，致使單位去除量的能耗不斷增加，電流密度越大，極化程度也越大，陽極更易鈍化。一般來說，采用低電流密度，可以節省能耗[5]。

因此，適合該廢水處理的最適宜電流密度為6.25A/dm2。

（三）電解時間對處理效果的影響

極板尺寸為80mm×40mm×2mm，極板間距為20mm，采用恒電流電解，電流密度為6.25A/dm2 ，水樣的pH值調為8.5，調節電解時間分別為5min，10min，15min，20min，25min，絮凝結束后測定其水質變化情況。（見圖3）。

理論上講電解時間越長，CODCr、BOD5及色度的去除率越高。曲線表明CODCr、BOD5及色度的去除率在前15min內隨電解時間增加而明顯上升，當電解時間達15min時，CODCr去除率達30.37%，BOD5的去除率達28.51%，色度去除率達86.67%。而后隨時間進一步增加也有一定增加，CODCr、BOD5的去除率在25min時分別達31.76%和29.97%，稍后增加緩慢。色度去除率在20min時達88.33%，之后略有下降，估計是時間過長，Fe2+氧化成Fe3+所至。考慮電能及電極損耗的因素，確定最適宜電解時間為15min。

（四）極板間距對處理效果的影響

極板尺寸為80mm×40mm×2mm，電流密度設為6.25A/dm2，水樣的pH值調為8.5，采用恒電流電解15min，調節極板間距分別為10mm，15mm，20mm，25mm，30mm絮凝結束后測定其水質變化情況。（見圖4）

試驗結果如圖4所示，隨著極板間距的增加，CODCr、BOD5及色度的去除率逐漸下降，極板間距為10mm時CODCr、BOD5及色度的去除率分別為32.92%，33.36%，86.67%。當極板間距為30mm時，CODCr、BOD5及色度的去除率分別為13.03%，11.64%，33.33%。但是極板間距太小，易于引起極板短路，也不易于清洗，本試驗選擇間距為20mm。

四、結論

采用電絮凝法對苧麻廢水進行預處理獲得良好的效果。

1．通過影響因素的研究，確定了預處理的最佳處理條件：pH=8.5，電流密度Id=6.25A/dm2，電解時間T=15min，極板間距d=20mm，此條件下苧麻廢水的COD、BOD及色度除率可分別達到30.02%、23.27%、84.17%。

2．電絮凝法工藝簡單、操作方便、投資省、運行費用低、處理效果好，當前已經成為水處理工藝中的熱點。電絮凝法在該實驗中運用，則它可以降低廢水的色度，減輕廢水的毒性，降解部分難降解的物質，提高廢水的可生化性，為后續處理提供更好的條件。含鐵廢料多，數量大，這種以廢治廢的方法，適合當前環境處理發展的要求，對于控制水污染、節約水資源有著重要的意義。

參考文獻：

[1]成雄偉，我國麻紡工業的現狀及發展方向[J].中國麻業，2002，24（1）：39～42.

[2]楊書銘、黃長盾，紡織印染工業廢水治理技術[M].北京：化學工業出版社，2002．25～28，189～200.

[3]酸析一鐵碳內電解預處理苧麻廢水實驗研究[J].內蒙古石油化工，2006，4：1～3.

[4]高艷嬌、黃繼國、沈照理等，電絮凝工藝處理垃圾填埋場滲濾液[J].水處理技術，2006，32（1）：48～50.

[5]Peterson Bueno Moraes and Rodnei Bertazzoli. Electrodegradation of landfill leachate in a flow electrochemical reactor[J].Chemosphere，2005，58（1）：41～46.

作者簡介：

鄧其娟，女，漢，重慶合川，四川建筑職業技術學院，碩士研究生。