電吸附技術(shù)在污水處理中的最新應(yīng)用
電吸附去除水中的鹽早在20世紀(jì)60年代就有研究,隨著電吸附材料和技術(shù)的發(fā)展,電吸附的應(yīng)用越來越廣泛,可以去除廢水中各種無機(jī)離子,包括重金屬離子和其他有害離子,而且可以處理水中的有機(jī)物以及廢水中的放射性元素。
1 電吸附處理苦咸水
海水及苦咸水脫鹽淡化是解決全球水資源危 機(jī)的重要途徑∞J,而苦咸水的鹽質(zhì)量濃度為 2 000~8 000 mg/L,鹽質(zhì)量濃度比較高,所以要 求電吸附裝置有足夠的電吸附容量。代凱等自制了電吸附模型,將電壓穩(wěn)定在2.0 V,水通量為 10 mL/min,鹽質(zhì)量濃度為5 000 mg/L,當(dāng)電極數(shù)目 為60片時,出水鹽質(zhì)量濃度可以達(dá)到500 mg/L,脫鹽率達(dá)到90%。
2 電吸附去除廢水中重金屬離子和其他有害離子
廢水(尤其是工業(yè)廢水)中有大量的重金屬離 子和其他有害離子,對人體和環(huán)境危害很大。目前 處理方法有電解法、離子交換法、活性炭吸附法和 化學(xué)方法等,新發(fā)展起來的電吸附技術(shù)也越來越多 地應(yīng)用于其中。
Afkhami等用高比表面積碳布對水溶液中 Cr(VI)、Mo(VI)、W(VI)、(IV)和V(V)進(jìn)行吸附 和電吸附。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,除V(Ⅳ)外其余的離子 在酸性條件下均具有更好的吸附性,正極化提高了碳布對Cr(VI)、Mo(VI)和V(V)的吸附;吸附平衡 后,負(fù)極化可將Mo(VI)和V(V)很大程度地脫附。 因?yàn)閂(Ⅳ)在酸性條件下不能明顯地被吸附,所以 可以作為一種分離V(V)和V(IV)的有效方法。
孫奇娜等研究了載鈦活性炭電吸附去除水中Cr(VI)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)Cr(Ⅵ)的初始質(zhì)量 濃度為20 mg/L,施加1.2 V的電壓電吸附處理3 h 后,水質(zhì)滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn),并且經(jīng)4次電脫附再生 后電吸附率仍保持在81.2%。
為了去除工業(yè)廢水中的有害成分,陳榕等研究了活性炭氈對SCN-的電吸附行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:正極化使得SCN-的吸附提高,而負(fù)極化可以使 被吸附的大部分的SCN-脫附;在pH為3時,SCN- 表現(xiàn)出最高的吸附容量。
3 電吸附去除廢水中各種有機(jī)物
隨著科技的發(fā)展,農(nóng)業(yè)中使用的各種各樣的除草劑,使水不同程度的受到污染。Ania等發(fā)現(xiàn) 陽極極化能明顯提高除草劑噻草平在活性碳布上 的吸附率。Kitous等研究發(fā)現(xiàn),在電極上施加-50 mV的電壓后,同定床的吸附容量比不加電壓 時吸附速率和吸附率都提高了1倍。
電吸附也可用于染料廢水脫色。Han等舊引用 電吸附方法處理偶氮染料酸性橙7廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 表明:電化學(xué)極化使得活性碳纖維的吸附速率和吸 附容量都得到了提高,在極化電壓為600 mV時,吸 附速率和吸附容量分別提高120%和1 15%,在所有 實(shí)驗(yàn)中吸附等溫線都可以用Langmuir等溫線模型 很好地擬合;當(dāng)對活性碳纖維進(jìn)行5 V的負(fù)極化時, 再生效率超過90%,10個吸附一脫附循環(huán)后再生效 率還保持在70%以上。
另外研究表明,電吸附對多種溶液中有機(jī)物的 去除都有明顯效果,如m-甲酚、苯酚、苯胺等,但對不同有機(jī)物的電吸附效果和吸附機(jī)理有所不同。
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