造紙是與國(guo)民經濟(ji)密切(qie)相關的(de)產業，也(ye)是世界范圍內水(shui)污染治(zhi)理的(de)重點行業。目(mu)前(qian)對于造紙廢水(shui)環(huan)境危害的(de)治(zhi)理僅局限在消除COD、BOD、懸浮物和(he)(he)(he)色度等(deng)(deng)常規廢水(shui)處理指標。但(dan)研究發(fa)現(xian)，造紙廢水(shui)中含有(you)(you)(you)微量(liang)有(you)(you)(you)毒(du)污染物，特別是多(duo)環(huan)芳烴（PAHs）和(he)(he)(he)無氯苯酚（PCP）等(deng)(deng)持(chi)久性(xing)有(you)(you)(you)毒(du)有(you)(you)(you)害有(you)(you)(you)機污染物。這些污染物給生態環(huan)境和(he)(he)(he)人(ren)類帶來危害。其對水(shui)體(ti)內各個營養(yang)能級的(de)生物不僅具(ju)有(you)(you)(you)明顯的(de)急性(xing)和(he)(he)(he)亞急性(xing)毒(du)性(xing)，而且對人(ren)體(ti)具(ju)有(you)(you)(you)遺(yi)傳(chuan)毒(du)性(xing)和(he)(he)(he)潛在的(de)致(zhi)癌性(xing)。

目(mu)前國(guo)內外(wai)常用砂濾、活性炭過(guo)濾、多介質(zhi)過(guo)濾等前處理工藝實現(xian)對造紙廢(fei)水的深度處理，但是這些(xie)工藝難以經濟有(you)效地去除廢(fei)水中的有(you)機污(wu)染物(wu)。

目前，電(dian)絮凝(ning)工(gong)藝已經被應用到不同工(gong)業廢(fei)水的(de)深度(du)處(chu)理中，并且(qie)表現出良好的(de)污(wu)(wu)染物去除(chu)能力，然而對其深度(du)處(chu)理造(zao)紙廢(fei)水的(de)效果和(he)(he)機(ji)制的(de)研究(jiu)還十分缺(que)乏。筆者重(zhong)點(dian)考察(cha)了電(dian)絮凝(ning)技術對造(zao)紙廢(fei)水中難降解有機(ji)污(wu)(wu)染物和(he)(he)部分無機(ji)污(wu)(wu)染物的(de)去除(chu)效果及機(ji)理，以期為造(zao)紙廢(fei)水電(dian)絮凝(ning)處(chu)理工(gong)藝的(de)設計和(he)(he)優(you)化提供參考。

1 實驗材料和方法

1.1 實驗用水

實驗采用的(de)造紙廢(fei)水取(qu)自(zi)我國(guo)北方某(mou)再生紙廠的(de)二沉池出(chu)水。該廢(fei)水pH=7.75、COD 210.2 mg/L、總有機碳(tan)52.8 mg/L、總硬(ying)度790 mg/L、無(wu)機碳(tan)211.2 mg/L、鉻(ge)11.1 μg/L、砷14.1 μg/L、錳192.5 μg/L。

1.2 電絮凝裝置和反應

電絮凝(ning)反(fan)應器(qi)(qi)為(wei)自行設(she)計的有(you)(you)機(ji)玻璃容器(qi)(qi)，有(you)(you)效容積為(wei)1.5 L。陰(yin)陽電極采用(yong)鐵極板(ban)或鋁極板(ban)，電極間采用(yong)單極式連接方式，電極的有(you)(you)效面(mian)積為(wei)70 cm2。

在電(dian)絮凝處理中，每批(pi)次處理量(liang)為(wei)(wei)1 L，電(dian)極(ji)間距為(wei)(wei)10 mm，電(dian)流密度、有(you)效電(dian)極(ji)面積(ji)容積(ji)比(bi)、pH等按實(shi)驗(yan)所需進行調節。電(dian)流由恒流恒壓電(dian)源(yuan)（大(da)華，MC-100/5）控制，輸出(chu)電(dian)壓范(fan)圍(wei)為(wei)(wei)0~50 V，輸出(chu)電(dian)流范(fan)圍(wei)為(wei)(wei)0~5 A。所有(you)電(dian)絮凝實(shi)驗(yan)均重復3次，以確(que)定實(shi)驗(yan)結果的(de)重現性。

1.3 分析測試儀器

造紙廢水中的熒光(guang)圖(tu)譜(pu)采用(yong)(yong)Hitachi F-4600熒光(guang)色譜(pu)儀(yi)進行分(fen)析。TOC用(yong)(yong)Elementar Liqui TOC Ⅱ總(zong)有機碳分(fen)析儀(yi)檢測，pH用(yong)(yong)WTW pH/Oxi340i多參數測定儀(yi)測定，COD由連華多功能檢測儀(yi)進行測定。

水樣(yang)中的(de)鉻等溶解態金屬元素的(de)含量采(cai)(cai)用(yong)(yong)電感耦合(he)等離子體質(zhi)譜儀（Agilent 7700，美國）進行(xing)分析。水中硬度采(cai)(cai)用(yong)(yong)EDTA絡合(he)滴定(ding)法(fa)測試，測定(ding)前水樣(yang)用(yong)(yong)0.45 μm孔徑的(de)膜過濾，以(yi)去除水樣(yang)中的(de)顆(ke)粒雜質(zhi)。

2 實驗結果與討論

2.1 電絮凝條件對造紙廢水TOC去除率的影響

（1）電極材料

在電(dian)極間距(ju)為(wei)10 mm，電(dian)流(liu)密度(du)為(wei)40 mA/c㎡，有效電(dian)極面積容(rong)積比(bi)為(wei)0.16 cm-1，反應時間80 min的條(tiao)件(jian)下，考察(cha)了電(dian)極材料對造紙廢水(shui)TOC去除率的影(ying)響，結果見圖 1。

電絮(xu)凝的(de)電極材料對(dui)造紙廢水中TOC的(de)去除率(lv)有明顯影響(xiang)。總體(ti)上(shang)(shang)，隨(sui)著電絮(xu)凝時間的(de)延長，TOC的(de)去除率(lv)先快速上(shang)(shang)升(sheng)，然后緩慢(man)增(zeng)加。

鐵(tie)(tie)作(zuo)為(wei)陽極(ji)對TOC的去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)略高(gao)于鋁作(zuo)為(wei)陽極(ji)的TOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)。兩(liang)種(zhong)電(dian)極(ji)前10 min時(shi)TOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)均上(shang)升(sheng)較快(kuai)，分別達到33.1%（鐵(tie)(tie)電(dian)極(ji)）和25.5%（鋁電(dian)極(ji)），且兩(liang)者差(cha)距達到最大，之后TOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)逐漸趨于平穩(wen)，兩(liang)種(zhong)電(dian)極(ji)造成的TOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)差(cha)距也明顯減小(xiao)。經過(guo)80 min的電(dian)絮凝處理，電(dian)極(ji)為(wei)鋁金(jin)屬(shu)時(shi)TOC去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)45.1%，鐵(tie)(tie)則達到46.9%。

從(cong)(cong)(cong)電(dian)絮凝原理來(lai)說，鐵(tie)電(dian)極(ji)(ji)的(de)電(dian)化(hua)學(xue)氧(yang)化(hua)反應(ying)(ying)會(hui)在廢(fei)水中(zhong)產生多(duo)(duo)(duo)核(he)多(duo)(duo)(duo)羥(qian)基鐵(tie)或亞鐵(tie)絡離(li)子，這些離(li)子能(neng)與有機污(wu)染物進行反應(ying)(ying)形成(cheng)(cheng)沉淀，從(cong)(cong)(cong)而降低(di)水中(zhong)有機污(wu)染物濃度。從(cong)(cong)(cong)反應(ying)(ying)機理來(lai)說，陽極(ji)(ji)為鋁時(shi)，電(dian)極(ji)(ji)的(de)氧(yang)化(hua)過程(cheng)較為復雜，Al3+首先(xian)會(hui)在陽極(ji)(ji)反應(ying)(ying)生成(cheng)(cheng)，進而發生水解生成(cheng)(cheng)Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al(OH)3，以及多(duo)(duo)(duo)種多(duo)(duo)(duo)核(he)水解產物。

此外，在電(dian)絮凝(ning)過程中水(shui)溶液(ye)的(de)pH亦會(hui)對鋁的(de)水(shui)解(jie)產(chan)物產(chan)生影(ying)響(xiang)(xiang)，進而影(ying)響(xiang)(xiang)絮體沉淀(dian)及污染(ran)物的(de)去除(chu)。綜上所(suo)述，鐵電(dian)極與(yu)(yu)鋁電(dian)極反(fan)應的(de)產(chan)物、溶液(ye)pH、氧化(hua)作用(yong)等(deng)都會(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)造紙(zhi)廢水(shui)污染(ran)物的(de)降解(jie)及去除(chu)，所(suo)以電(dian)絮凝(ning)80 min的(de)過程中，鐵與(yu)(yu)鋁電(dian)極呈現不同的(de)去除(chu)效果。

（2）有效電極面積容積比

在電(dian)絮凝反應過程中，有效電(dian)極面(mian)積(ji)容積(ji)比不僅會(hui)影(ying)響污染物(wu)的去除(chu)效果，也會(hui)影(ying)響電(dian)極的消(xiao)耗速(su)率。

由圖(tu) 1可(ke)知，鐵電(dian)極及鋁電(dian)極在反應40 min時去除率趨于(yu)平穩，而后過多(duo)的(de)反應時間并沒有(you)提(ti)升去除效(xiao)果。因(yin)此實驗(yan)(yan)選取(qu)40 min的(de)處(chu)理(li)結果進行分析。實驗(yan)(yan)條件：電(dian)極間距設置為10 mm，電(dian)流密度為40 mA/cm2，pH為原水值，每批次處(chu)理(li)量(liang)為1 L。實驗(yan)(yan)選取(qu)0.08~0.16 cm-1的(de)有(you)效(xiao)電(dian)極面積容積比進行對比分析。反應40 min后的(de)結果如圖(tu) 2所(suo)示(shi)。

由圖 2可知(zhi)，在不(bu)同有效電(dian)(dian)(dian)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)容積(ji)(ji)(ji)(ji)比(bi)條件下，TOC去除率(lv)有明(ming)顯的(de)變(bian)化。在3組平行實驗(yan)中，TOC去除率(lv)均隨(sui)著面(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)容積(ji)(ji)(ji)(ji)比(bi)的(de)增大(da)而增加。在有效電(dian)(dian)(dian)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)容積(ji)(ji)(ji)(ji)比(bi)為(wei)0.08 cm-1時(shi)，鐵陽(yang)極(ji)的(de)電(dian)(dian)(dian)絮(xu)凝所對(dui)應的(de)有機物去除率(lv)為(wei)38.1%，而鋁(lv)電(dian)(dian)(dian)極(ji)所對(dui)應的(de)去除率(lv)為(wei)34.5%。當有效電(dian)(dian)(dian)極(ji)面(mian)積(ji)(ji)(ji)(ji)容積(ji)(ji)(ji)(ji)比(bi)升高到(dao)0.16 cm-1時(shi)，鐵電(dian)(dian)(dian)極(ji)和鋁(lv)電(dian)(dian)(dian)極(ji)對(dui)應的(de)去除率(lv)分別上升到(dao)42.1%和39.1%。

從反應(ying)機(ji)理(li)來看，鐵電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)絮凝過(guo)程中，二(er)價(jia)或(huo)(huo)三價(jia)的(de)(de)(de)(de)鐵離(li)子都(dou)(dou)會隨(sui)著(zhu)陽極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)氧化不斷(duan)被釋放到溶液(ye)中，接著(zhu)這些離(li)子會與水結合或(huo)(huo)反應(ying)生成(cheng)Fe(H2O)63+、Fe(H2O)5(OH)2+ 或(huo)(huo)Fe2(H2O)8(OH)24+。不同價(jia)態鐵質(zhi)絮體的(de)(de)(de)(de)生成(cheng)對有機(ji)污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)去除都(dou)(dou)有重要作用。與之比較，鋁(lv)質(zhi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)鋁(lv)溶出量也隨(sui)有效電(dian)(dian)極(ji)(ji)容(rong)積比的(de)(de)(de)(de)增加(jia)而增加(jia)，造成(cheng)總有機(ji)碳去除率上升(sheng)。由于鋁(lv)電(dian)(dian)極(ji)(ji)在電(dian)(dian)絮凝反應(ying)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)水解(jie)產物(wu)較為復(fu)雜，在實(shi)際實(shi)驗過(guo)程中，鋁(lv)電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)絮凝溶液(ye)pH隨(sui)著(zhu)處理(li)時間的(de)(de)(de)(de)增加(jia)而升(sheng)高，從原溶液(ye)pH的(de)(de)(de)(de)7.75升(sheng)高至10.2。

從(cong)文獻(xian)可知，電絮凝(ning)過程中的(de)(de)(de)污(wu)染物去除較(jiao)易受到pH的(de)(de)(de)影響，因(yin)此會影響對污(wu)染物的(de)(de)(de)吸附和(he)沉(chen)淀作(zuo)用。比(bi)如(ru)，M. Kobya等在對印染廢水的(de)(de)(de)電絮凝(ning)研究中發現，鋁電極(ji)對COD和(he)濁度(du)的(de)(de)(de)去除率都低(di)于(yu)鐵電極(ji)，原因(yin)與鋁極(ji)板的(de)(de)(de)電解(jie)產物及(ji)溶液pH有關。

（3）電流密度

 電(dian)(dian)流密度(du)(du)(du)是電(dian)(dian)絮凝處理過程中(zhong)的(de)重要(yao)影(ying)響因素，電(dian)(dian)流密度(du)(du)(du)的(de)高低不(bu)僅影(ying)響廢(fei)水(shui)中(zhong)有(you)機物的(de)降解速率(lv)，同(tong)時也直接影(ying)響反應系統(tong)整體的(de)運行能耗。實驗選取4個不(bu)同(tong)的(de)電(dian)(dian)流密度(du)(du)(du)，分別為(wei)20、30、40、50 mA/c㎡，同(tong)時控制電(dian)(dian)極間(jian)距為(wei)10 mm，有(you)效電(dian)(dian)極面積(ji)(ji)容(rong)積(ji)(ji)比(bi)為(wei)0.16 cm-1，pH為(wei)原水(shui)值，每批次處理量為(wei)1 L，電(dian)(dian)絮凝反應40 min時TOC去除率(lv)隨電(dian)(dian)流密度(du)(du)(du)的(de)變化如圖(tu) 3所(suo)示。

由圖 3可以(yi)看出，TOC去(qu)除率(lv)隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)流密度(du)的(de)(de)增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)加。在電(dian)(dian)(dian)流密度(du)為40 mA/cm2的(de)(de)條件(jian)下，鐵質電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)TOC去(qu)除率(lv)達到(dao)41.7%，鋁質電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)TOC去(qu)除率(lv)達到(dao)39.1%。然而(er)，在電(dian)(dian)(dian)流密度(du)從(cong)40 mA/cm2增(zeng)加到(dao)50 mA/c㎡的(de)(de)情況(kuang)下，TOC去(qu)除率(lv)的(de)(de)增(zeng)長有限，但是其消耗的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能會隨(sui)之增(zeng)加，所以(yi)本研究選擇(ze)40 mA/cm2為最佳電(dian)(dian)(dian)流密度(du)。

（4）進水pH

進(jin)水pH也是電(dian)(dian)絮凝的(de)(de)一個(ge)關(guan)鍵處理參(can)數，可直(zhi)接影響電(dian)(dian)絮凝過程中絮體的(de)(de)形成和(he)有(you)機物的(de)(de)去除。在本實(shi)驗中，廢水的(de)(de)pH分別(bie)調至4、6、8、10，其他實(shi)驗參(can)數為電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度40 mA/cm2，電(dian)(dian)極間(jian)距(ju)10 mm，有(you)效電(dian)(dian)極面積容積比0.16 cm-1，每批次(ci)處理量(liang)1 L廢水，電(dian)(dian)絮凝反(fan)應40 min時TOC去除率隨(sui)pH的(de)(de)變化(hua)如圖 4所示(shi)。

由圖 4可以(yi)看出，TOC去除率隨pH的(de)升高而(er)降低。

當初始pH從8.0上升到(dao)10.0時，鐵(tie)(tie)質電(dian)極(ji)的(de)(de)TOC去(qu)除率(lv)沒(mei)有明(ming)顯(xian)變化(hua)，而鋁(lv)質電(dian)極(ji)的(de)(de)TOC去(qu)除率(lv)有明(ming)顯(xian)的(de)(de)下降。在(zai)酸(suan)性pH條(tiao)件(jian)下（pH=4），兩種電(dian)極(ji)對(dui)TOC去(qu)除率(lv)均較高(gao)，其中鐵(tie)(tie)質電(dian)極(ji)的(de)(de)TOC去(qu)除率(lv)達到(dao)46.3%。究(jiu)其原因，在(zai)電(dian)絮凝過程中，偏酸(suan)性條(tiao)件(jian)可促(cu)進(jin)鐵(tie)(tie)陽極(ji)溶(rong)解，促(cu)使(shi)在(zai)單(dan)位時間(jian)內產生更多(duo)的(de)(de)金屬離子(zi)及(ji)其羥基絡(luo)合物，從而提(ti)高(gao)有機(ji)物與絮凝劑的(de)(de)反(fan)應速率(lv)和有機(ji)污染(ran)物的(de)(de)去(qu)除率(lv)。鋁(lv)電(dian)極(ji)表(biao)面在(zai)高(gao)pH的(de)(de)反(fan)應條(tiao)件(jian)下容(rong)易(yi)產生鈍化(hua)，不(bu)利于水解，影響污染(ran)物的(de)(de)去(qu)除。

每批次(ci)處理量(liang)1 L廢水，在(zai)最優條(tiao)件下進行實驗，即采用鐵質(zhi)電極、pH=4、電流密度40 mA/c㎡、有(you)效電極面積容積比0.16 cm-1，電絮凝30 min后(hou)TOC去除率達到38.7%，40 min后(hou)達到46.3%。

2.2 有機污染物的去除機理分析

為(wei)了揭示(shi)電絮凝過(guo)程中有(you)機(ji)物的降解特征，本研(yan)究(jiu)采(cai)取熒光(guang)(guang)分析儀對(dui)處理樣品進行組分分析，造紙廢水顯(xian)示(shi)了5個特征熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜峰。

根據(ju)文獻結果，這些峰分(fen)別對應小分(fen)子芳香(xiang)族有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物、類(lei)(lei)腐殖(zhi)酸(suan)類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)物、類(lei)(lei)色(se)氨(an)酸(suan)類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物、類(lei)(lei)腐殖(zhi)酸(suan)和(he)少量類(lei)(lei)富里酸(suan)混合有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物和(he)類(lei)(lei)富里酸(suan)類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物。對30 min電絮凝處(chu)理后的(de)水樣進行(xing)分(fen)析，發(fa)現(xian)5種(zhong)有(you)機(ji)(ji)物組分(fen)的(de)熒光強(qiang)度(du)(du)發(fa)生(sheng)了(le)(le)明顯改變，其中小分(fen)子芳香(xiang)族有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物和(he)類(lei)(lei)色(se)氨(an)酸(suan)類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物的(de)熒光強(qiang)度(du)(du)分(fen)別增加了(le)(le)510%和(he)190%，而其他3類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)物的(de)熒光強(qiang)度(du)(du)則呈(cheng)現(xian)了(le)(le)下(xia)降(jiang)，其中類(lei)(lei)腐殖(zhi)酸(suan)類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)物和(he)類(lei)(lei)腐殖(zhi)酸(suan)-類(lei)(lei)富里酸(suan)類(lei)(lei)混合有(you)機(ji)(ji)物被完(wan)全(quan)去(qu)除，而類(lei)(lei)富里酸(suan)類(lei)(lei)有(you)機(ji)(ji)物的(de)熒光強(qiang)度(du)(du)下(xia)降(jiang)了(le)(le)47.1%。

上述結果說(shuo)明，廢(fei)水(shui)中總(zong)有機(ji)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)去除(chu)(chu)與類(lei)富里酸(suan)類(lei)有機(ji)物(wu)和類(lei)腐殖(zhi)酸(suan)有機(ji)物(wu)去除(chu)(chu)有重要聯系。對這些腐殖(zhi)質類(lei)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)去除(chu)(chu)作用(yong)可能包含氧化作用(yong)和吸附共沉淀作用(yong)。

 具體來說，電絮凝反應中陽極(ji)板會發(fa)生(sheng)氧(yang)化作用降解(jie)類腐殖質類有機物，該(gai)過程產生(sheng)的不完全降解(jie)產物可(ke)能造成了小(xiao)分子芳香族有機物濃度的上升。

同時，電極(ji)板在電場(chang)作用下產生的(de)金屬(shu)絮體(ti)(ti)對污染物有吸附去除作用，部(bu)分有機(ji)污染物被從廢水轉移到絮體(ti)(ti)沉(chen)淀中。

另外(wai)，陽極和(he)陰極表面電解水(shui)生成的微(wei)小的氧氣(qi)(qi)和(he)氫氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)泡，這些氣(qi)(qi)泡還可(ke)能造(zao)(zao)成對(dui)廢水(shui)中污(wu)染(ran)物的微(wei)氣(qi)(qi)浮或(huo)揮(hui)發性有機質的氣(qi)(qi)提作用，但是由(you)于缺乏(fa)數(shu)據，這些作用對(dui)造(zao)(zao)紙廢水(shui)有機質去除的影(ying)響有待后(hou)續研究。

2.3 電絮凝對廢水硬度的去除

造紙廢水(shui)(shui)的硬度主要由鈣(gai)、鎂離子組成。硬度是廢水(shui)(shui)水(shui)(shui)質的重要評價指標(biao)，過高的硬度會(hui)降低電絮凝系統對苯(ben)環(huan)類污(wu)染(ran)物(wu)去(qu)除效率，并且增加運行成本。本研究考(kao)察了最優條件下電絮凝對造紙廢水(shui)(shui)中總硬度的去(qu)除情況，結果(guo)見圖 5。

由圖 5可知，電絮凝對(dui)(dui)總硬度具有(you)較(jiao)好的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)作(zuo)用，在(zai)30 min的(de)處(chu)理(li)過程中(zhong)(zhong)，硬度去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率首先快速上升，到(dao)10 min時達(da)到(dao)64%，隨后增(zeng)加緩(huan)慢，趨(qu)于平穩，最(zui)終達(da)到(dao)78%。Shan Zhao等在(zai)對(dui)(dui)含油廢水處(chu)理(li)中(zhong)(zhong)也(ye)發現，電絮凝對(dui)(dui)硬度具有(you)高效去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)作(zuo)用，且在(zai)前10 min的(de)處(chu)理(li)中(zhong)(zhong)硬度去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率快速上升，然后緩(huan)慢增(zeng)加，在(zai)30 min時達(da)到(dao)85%的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率。

從原(yuan)理上說(shuo)，電(dian)絮凝過程中(zhong)，水中(zhong)的(de)鈣或鎂離子在外加電(dian)場(chang)的(de)作(zuo)用下向陰(yin)極(ji)(ji)遷移(yi)，使得(de)陰(yin)極(ji)(ji)溶液(ye)中(zhong)碳(tan)酸(suan)鈣或碳(tan)酸(suan)鎂等物質(zhi)的(de)濃度(du)達到過飽和(he)，形(xing)成沉淀(dian)，從而實現對硬度(du)的(de)去除(chu)。

2.4 電絮凝對造紙廢水重金屬的去除

本研究考察了最優(you)條件下電絮凝(ning)對造紙廢水(shui)重金屬(shu)的去除情況，結果見圖 6。

由圖 6可知，電絮(xu)凝對廢水中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)(ge)、砷和錳具有不同的(de)(de)去除(chu)(chu)率。隨著(zhu)電絮(xu)凝時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)增加，鉻(ge)(ge)的(de)(de)去除(chu)(chu)率在前5 min快速上升(sheng)(sheng)，隨后(hou)緩慢上升(sheng)(sheng)到(dao)36%左(zuo)右。砷的(de)(de)去除(chu)(chu)規律與鉻(ge)(ge)相(xiang)似(si)，在前5 min的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)里，砷的(de)(de)去除(chu)(chu)率快速上升(sheng)(sheng)到(dao)75%，隨后(hou)上升(sheng)(sheng)減慢，10 min后(hou)趨于(yu)平(ping)穩(wen)，達到(dao)80%左(zuo)右。然而，錳的(de)(de)去除(chu)(chu)率呈現不同的(de)(de)變化規律。隨著(zhu)電絮(xu)凝時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)增加，錳的(de)(de)去除(chu)(chu)率持續升(sheng)(sheng)高，在電絮(xu)凝反(fan)應3 min時(shi)(shi)，錳的(de)(de)去除(chu)(chu)率僅為14.5%，20 min時(shi)(shi)達到(dao)61.2%；30 min時(shi)(shi)則升(sheng)(sheng)高至93.7%。

相關(guan)研(yan)(yan)究發現，電絮(xu)凝對(dui)鉻的(de)去除不僅與電流密度等因素(su)相關(guan)，還與溶液的(de)pH有(you)關(guan)。本研(yan)(yan)究中(zhong)，在(zai)處理條件一定的(de)情況下，隨(sui)著處理時間的(de)延長，溶液pH隨(sui)質子的(de)還原而升高(gao)，最終升高(gao)至10.8。

然而，堿性溶(rong)液條件不(bu)利于鉻的電絮凝去除(chu)，當(dang)pH大于9.6時，電極釋放出Fe（Ⅲ）的存(cun)在形式主要為Fe(OH)4-，其對于鉻離子(zi)的吸附能(neng)力較差(cha)，所以延長處理時間不(bu)能(neng)促進鉻的去除(chu)。

同樣，砷(shen)(shen)的去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)果也隨著pH的升高(gao)而(er)改變。Wei Wan等(deng)研究發現，當pH高(gao)于8.5時，水合(he)鐵氧(yang)化(hua)物表面的質子化(hua)程(cheng)度(du)減(jian)弱，表現出(chu)負(fu)電性，與(yu)同樣帶(dai)負(fu)電的砷(shen)(shen)酸(suan)根結(jie)合(he)能力(li)減(jian)弱，所以去(qu)(qu)除(chu)率會(hui)呈現下降趨勢。Longqian Xu等(deng)在(zai)電絮(xu)凝去(qu)(qu)除(chu)Mn2+研究中發現，電絮(xu)凝反(fan)應中產(chan)生的OH-及O2會(hui)與(yu)Mn2+形成Mn(OH)2，進而(er)部(bu)分(fen)氧(yang)化(hua)成為MnO2，在(zai)實驗過程(cheng)中，極板會(hui)不斷地溶(rong)出(chu)高(gao)價金屬鐵離子，其(qi)水解(jie)形成的絮(xu)體可有(you)效(xiao)吸附去(qu)(qu)除(chu)MnO2，因此(ci)電絮(xu)凝時間增加(jia)有(you)利(li)于對錳的去(qu)(qu)除(chu)。

3 結論

（1）電(dian)極材料對(dui)造紙廢(fei)水中有機物的(de)電(dian)絮凝去(qu)除(chu)有一定影(ying)響，鐵質電(dian)極對(dui)總有機碳的(de)去(qu)除(chu)率要略(lve)高(gao)于(yu)鋁質電(dian)極，且去(qu)除(chu)率受(shou)pH變化的(de)影(ying)響較小；在(zai)本研究確定的(de)較佳處理條件(jian)下，以(yi)鐵電(dian)極為(wei)陽極，經30 min電(dian)絮凝處理，造紙廢(fei)水中TOC的(de)去(qu)除(chu)率可達(da)到38.7%。

（2）電流密(mi)度(du)對TOC去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)也有(you)很大(da)影響，增加電流密(mi)度(du)可提(ti)高TOC去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)；有(you)效面積容(rong)積比與TOC的(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)也呈正相關的(de)關系，高面積容(rong)積比能得到較(jiao)高TOC去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)；原(yuan)水pH對TOC去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)也有(you)明顯(xian)作用，偏酸性條(tiao)件有(you)利(li)于有(you)機(ji)物(wu)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)，高堿性則(ze)不利(li)于有(you)機(ji)物(wu)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)。

（3）根據熒(ying)光(guang)光(guang)譜分析結(jie)果，本(ben)研究采用的造紙廢水中含有(you)(you)5種熒(ying)光(guang)性(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)組分，分別(bie)為小分子芳香族有(you)(you)機(ji)(ji)污染物(wu)、類(lei)腐殖酸(suan)類(lei)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)、類(lei)色氨酸(suan)類(lei)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)、類(lei)腐殖酸(suan)和少量類(lei)富里酸(suan)混合有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)，及類(lei)富里酸(suan)類(lei)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)，電絮(xu)凝過程中類(lei)腐殖酸(suan)和類(lei)富里酸(suan)類(lei)組分的去除(chu)與TOC的去除(chu)有(you)(you)關。

（4）電絮凝對造(zao)紙廢(fei)水(shui)的(de)硬度(du)(du)和(he)重(zhong)金屬有較(jiao)好去(qu)除(chu)效(xiao)果，經(jing)30 min處(chu)理(li)后，鉻(ge)、砷、錳的(de)去(qu)除(chu)率分(fen)別達(da)到36%、80%、93.7%，總(zong)硬度(du)(du)的(de)去(qu)除(chu)率達(da)到78%。

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