电絮凝法去除微污染水中氨氮的研究

北极星环保网讯:考察了不同反应条件下，电絮凝法对微污染水中氨氮的去除效果及其影响因素，并探究了反应机制。结果表明：电絮凝法对于微污染水中的氨氮有较好的去除效果，且去除率随着电流密度和电解时间的增加而提高;初始pH过高或者过低都不利于氨氮的去除，在弱碱性时去除效果最佳;静沉时间对去除率的影响甚微。在电流密度为3.42mA/cm2、电解时间为30rnin、初始pH为7.0～9.0、静沉时间为20rain的条件下，电絮凝法对微污染水中的氨氮具有最佳去除效果。

关键词电絮凝，微污染水，氨氮

近年来，一些工业生产中未经完善处理的废水排入周边水体，造成持续性污染，使饮用水成为微污染水。这些微污染水中含有多种有机污染物，对人类健康和生态环境都造成了一定危害，其中氨氮是最具标志性的污染物之一。

目前国内对微污染水的传统处理技术主要有化学法[1]、物理法和生物法等。化学法对氨氮的去除率较低，且药剂投加量大、成本高，还会增加水中氯化物、硫酸盐等物质的含量，影响水体水质;物理法对于氨氮的去除效果较理想，但成本较高且持续性较差;生物法运行成本较低，但是占地面积大、水力停留时间长，且不易进行操作管理。

电絮凝法具有去除效果好、结构简单、操作简便灵活、运行成本低等特点，逐渐成为一种颇有发展前景的技术，并且已在某些废水处理中得到了应用_4]。

本研究选用铝作为电极材料，通以直流电，通过电絮凝法去除微污染水中的氨氮，研究电流密度、电解时间、初始pH、静沉时间以及阴离子等因素对氨氮去除效果的影响，并探讨了不同阴离子对氨氮去除的影响机制，为电絮凝法去除微污染水中的氨氮等污染物提供参考。

1装置与方法

1实验装置本研究所用的电絮凝装置如图1所示。电源为wYJ一5A60VDC型直流稳压稳流电源，电解槽为自制的有机玻璃容器(100mm×125mm×140ram)，置于H01—1B型双显磁力搅拌器上，槽中安置3对铝极板(铝的纯度为99)作为电解的阴阳极，电极连接方式为单极式，极板间距为10mm。每块极板高90mm，宽125mill，厚1.2mm，极板底部距槽底10mrn。

图1电絮凝装置示意图

1.2实验方法

用NHC1配制1mg/L的氨氮，再取适量氨氮倒人电解槽内，把电极板插入电解槽后盖上槽盖。将电解槽移至磁力搅拌器上，开启磁力搅拌器，打开电源开关的同时开始计算电解时间，于预定时间在4cm处取水样。将所取水样静沉一段时间后，取上清液5mL，用纳氏试剂分光光度法测定水样的吸光度以表征氨氮浓度。采用NovaNanoSEM450型能量散射x射线(EDX)/扫描电子显微镜(SEM)对电解前后的阳极进行微观结构分析。

2结果与讨论

2.1电解时间和电流密度的影响

电解时间影响A1。产生的速率和氨氮与羟基铝化物的接触时间[53;电流密度影响电解过程中羟基铝化物的产生量、气泡的产生速率、羟基铝化物与氨氮的混合及电极之间的传质作用I6]。在初始pH为8.0、氨氮初始质量浓度为1mg/L(考虑到苏州河和黄浦江的实测氨氮质量浓度均约为1mg/L)、静沉时间为20min的条件下，考察电解时间和电流密度对氨氮去除率的影响，结果如图2所示。

从图2可以看出，在电流密度一定时，随着电解时间延长，氨氮去除率不断提高，但是在电解时间达到30min后，氨氮的去除速率相对减慢。一方面是由于新生态氧与阳极表面生成的氧化膜不断增多，阻碍了电解反应进行;另一方面随着电解时间的延长，氨氮浓度减少，水温上升，同时副反应增多，抑制了电解反应的进行，从而使氨氮的去除速率减缓。

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