無機(jī)絮凝相關(guān)理論及處理廢水應(yīng)用現(xiàn)狀

1、無機(jī)絮凝相關(guān)理論及處理廢水應(yīng)用現(xiàn)狀用絮凝法處理染料廢水、因其投資費(fèi)用低、設(shè)備占地少、範(fàn)理容量大.脫色率高而被普遍采用絮凝法現(xiàn)在仍是目詢國內(nèi)外用于提髙水質(zhì)處理效率的一種既經(jīng)濟(jì)又簡便的水處理技術(shù)，其關(guān)鍵問題就是絮SS劑的選擇而無機(jī)絮凝劑因?yàn)槌杀据^低，操作簡淮而有效等優(yōu)點(diǎn)，所以是工業(yè)用水和廢水處理的重要手段b無機(jī)甥凝劑的作用機(jī)理生要是靠多分子范德華力、勢電排斥力和水化膜阻力來達(dá)到沉淀效果，這三種力可單獨(dú)或共同發(fā)生作用在染料廢水中膠體粒子帶有負(fù)電荷的情況較多，因此絮凝劑多為陽離子里而其中無機(jī)高分子化合物絮凝劑它們對水體中膠體顆粒有專屬曲吸附半和作用外，也可結(jié)合起未在較近距離起粘結(jié)架橋作用，為然，它們也

2、要求顆粒在適當(dāng)脫穩(wěn)后才能粘結(jié)架橋。而之后已經(jīng)發(fā)生累凝和凝聚的聚集體靈團(tuán)物，在運(yùn)動(dòng)中以具巨大的表面吸附卷帶膠體穎粒*生成更大的絮團(tuán)使整亍體系失去穩(wěn)定而沉降中水環(huán)境中促成顆?；ハ嘧饔卯a(chǎn)塵絮凝.至少存在三種不同的機(jī)理：1異向絮st是由顆粒的熱運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)推動(dòng)下發(fā)生碰撞而絮凝，此時(shí)絮凝速度與顆粒數(shù)目有關(guān)；(2)冋向舉凝F是在水流速度梯度的剪切作用下.顆粒產(chǎn)生不同的速度血發(fā)生碰嫌和蠶凝，此時(shí)累凝速度與顆粒粒徑大小有關(guān)當(dāng)水中同時(shí)存在上述兩種絮凝過程時(shí).絮凝速度將為兩者只和；(3)差速沉降絮魔.是在重力作用下，沉降速度不同的顆粒會(huì)發(fā)生碰撞內(nèi)絮凝，如果顆粒的密度和形狀相同，則不同粒徑的顆粒沉降速度不同。在絮

3、凝動(dòng)力學(xué)中，顆粒的粒度起著很重要的作用.上述三種絮凝機(jī)理在溶液中以挪種方式為主也収決于其粒徑分布狀況。絮凝和屈聚過程決定懸浮沉積物的粒度分布及英遷務(wù)沉降行為，從而也決定著污染物的遷移過程。不過，由于水體壞境中環(huán)境膠體的種類復(fù)雜，形態(tài)多變，過程影響因素多，采樣測定也十分困難，因而深入研究有較大難度。目前，對水處理過程中的凝聚和絮凝有較系統(tǒng)的研究，Stumm根據(jù)懸濁液在水相中的絮凝過程與透過顆粒層過濾而除去懸濁物的過程存在著許多相似性，但又自成體系，并存在相應(yīng)的計(jì)算公式，認(rèn)為這兩者都是不同條件下的顆粒間相互作用，從而提出了統(tǒng)一的方程式，建立了天然水體中的絮凝各種不同條件下水處理各種有關(guān)過程的共同規(guī)

4、律。傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑為低分子的鐵鹽和鋁鹽，它們的優(yōu)點(diǎn)是較經(jīng)濟(jì)，用法簡單，但絮凝效率低、用童較大，而且在染料廢水處理中還存在自身各自的缺點(diǎn)。無機(jī)高分子絮凝劑是在傳統(tǒng)鐵鹽、鋁鹽絮凝劑基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新型水處理劑，比傳統(tǒng)的絮凝劑可成倍的增加絮凝效能，具有吸附性能較好、成本低、沉淀迅速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但是它們在使用過程中還是存在不安全性和潛在的二次污染的缺點(diǎn)當(dāng)前關(guān)于無機(jī)髙分子絮凝劑的研究主要集中在其制備、性能研究、改性及其應(yīng)用方面。電化學(xué)技術(shù)理論及處理廢水應(yīng)用現(xiàn)狀電解法是電化學(xué)法中的一種重要研究處理方法，而且近年的研究表明，電化學(xué)技術(shù)不僅能夠左除染料廢水中重金屬物質(zhì)，而且能左除COD、BOD、

5、TSS,還有很不錯(cuò)的脫色效果。此外這種方法還有設(shè)備簡單、投資小、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn),易為中小型企業(yè)所接受。廢水處理的電解法根據(jù)電極反應(yīng)發(fā)生方式的不同，可分為電凝聚電氣浮和電催化氧化等。其中電催化氧化用于處理難降解的有機(jī)物具有良好的效果，它通過陽極反應(yīng)降解有機(jī)物，面臨的主要問題副反應(yīng)就是陽極氧氣的析岀。催化電極的一個(gè)必要條件是具有較高的析氧超電勢，陽極的特性決定了氧化的途徑和進(jìn)行的程度。由于陽極材料的不同，用電化學(xué)氧化技術(shù)處理有機(jī)污染物的反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)機(jī)理和電流效率等都會(huì)大相徑庭，因此不同電極材料選擇是影響電解效率的關(guān)鍵因素。適用于難降解有機(jī)物的電化學(xué)氧化處理的陽極材料一般需要滿足：導(dǎo)電性好.電

6、能損耗較?。环€(wěn)定性好.耐酸堿腐蝕.能承受一定的溫度；吸附性能較好：電催化活性高等條件。金屬電極是以金屬作為電極反應(yīng)界面的裸露電極，關(guān)于金屬電解的電化學(xué)研究很多，特別是氫電極反應(yīng)方面，不同的金屬材料有不同的化學(xué)性能，適用于不同的條件。但金屬電極也有自身的明顯問題，一是一般的金屬電極如銅、鐮、不銹鋼電極板等自身化學(xué)性質(zhì)的限制，對外加電壓和處理廢水本身的性質(zhì)條件都有局限性，如自身易溶解或被腐蝕，不僅損耗陽極本身，還可能向溶液中引入新雜質(zhì)。另一方面貴金屬雖然有較穩(wěn)定的電催化性能，但在高電壓下，易鈍化，極板表面易形成氧化層而失去活性，并且價(jià)格大多很昂貴。慶素電極是較早被廣泛應(yīng)用的非金屬電極.不同的碳素材

7、料因具本身成分結(jié)構(gòu)和加工工藝不同，性能也各不相同，其中性能較好應(yīng)用廣泛的是石墨電極。它的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能很好，耐腐蝕，具有高比表面，易于加工成不同形態(tài)，價(jià)格便宜,其表面充氧功能基團(tuán)促進(jìn)有機(jī)物的電子交換，進(jìn)一步提高氧化度。但碳元素易與氧結(jié)合生成CO或C0?,使在有氧代析出時(shí)非常容易腐蝕，而其碳索材料強(qiáng)度較低也是一大問題。由于貴金屬電極和碳索電極的自身缺陷，尋找廉價(jià)而穩(wěn)定的電極就成為了有機(jī)污染物電化學(xué)氧化處理的研究方向。1965年Beer首次開發(fā)出鈦基二氧化釘涂層電極，徹底改變了陽極材料選擇的傳統(tǒng)思路。金屬氧化物電極具有巫要的電催化特性，大多數(shù)都為半導(dǎo)體材料，而對這類電極之所以能改變電極的反應(yīng)速率，是

8、由于電極和污染物Z間改變了反應(yīng)進(jìn)行的途徑，降低了反應(yīng)的超電勢和活化能。在電催化過程中，主要反應(yīng)是發(fā)生在電極與溶液接觸表面的，也就是說被處理的污染物質(zhì)須與電極發(fā)生相互反應(yīng)，而反應(yīng)的強(qiáng)弱和速率就要取決于電極本身的表面結(jié)構(gòu)。當(dāng)發(fā)生電極反應(yīng)時(shí)，過電位改變了半導(dǎo)體表面的載流子濃度，明顯的影響了反應(yīng)速率，因此，研究半導(dǎo)體化合物的性質(zhì)是發(fā)展電催化電極的巫要步驟。欽基涂層電極現(xiàn)今是金屬氧化物電極的主要形式，與傳統(tǒng)的石墨電極、鉗電極、鉛銀合金電極等相比，鈦基電極板強(qiáng)度大且性質(zhì)穩(wěn)定，工作電壓低，能耗低，壽命長，通過加工可以提高電極的電流密度，提高生產(chǎn)效率。經(jīng)過多年發(fā)展，國內(nèi)外專家的長期共同努力，鈦基金屬氧化物涂層

9、電極的性能越來越好，種類也越來越多。由于電解效果和電極材料組成和制備方法息息相關(guān)，通過改變電極材料和結(jié)構(gòu)來提髙電極自身性能就成為了研究的熱點(diǎn)。目前，鈦基涂層電極為基礎(chǔ)的陽極制備方法主要有以下幾種方法：（1）熱氧化法，又稱為熱分解法，該法是制備電極最普遍用的方法。該法工藝簡單，設(shè)備簡便，因此適用于大多數(shù)金屬氧化物陽極的制備，有利于投入實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)。但在制備過程中需不斷的循壞加熱和冷卻的步驟，所以電極表面極易形成較鋁糙的構(gòu)造，致使電極層密度不理想。（2）濺射法，該法制備電極時(shí)，母液噴制均勻，所以電極的致密度較好。但生產(chǎn)過趕繁瑣，機(jī)器設(shè)備莫求較高，且制備過程中，極大的浪費(fèi)母液，因而多數(shù)情況下只適合實(shí)

10、驗(yàn)室研究，并不適于大型的投入生產(chǎn)。（3）電鍍法，也稱為電沉枳法，一般就是在無機(jī)鹽溶液中，使高價(jià)態(tài)的離子還原為低價(jià)態(tài)的物質(zhì)沉積在陰極上，或者使低價(jià)態(tài)的離子被氧化為高價(jià)態(tài)的氧化物，如這次鈦基-二氧化鉛電極的制備。（1）通過脫色劑、絮凝劑和助凝劑的聯(lián)合使用，對染料廢水進(jìn)行預(yù)處理，研究各個(gè)劑雖的大小和時(shí)間先后關(guān)系，比較不同的處理效果，并根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)辣和結(jié)果討論分析了混凝機(jī)理以及對染料廢水的最佳絮凝預(yù)處理方案。（2）通過用電鍍法制備鈦基-二氧化鉛電極，并將口制的電極投入到處理實(shí)際的工業(yè)染料廢水中去。通過不同條件下經(jīng)處理后廢水色度和COD的測定，研究了將整個(gè)過程投入至處理實(shí)際廢水中的可行性。（3）通過對比實(shí)驗(yàn)，確定絮凝和電解實(shí)驗(yàn)最佳的處理?xiàng)l件，包括絮凝劑種類和劑量、入水濃度、處理時(shí)間和電壓條件等。將絮凝法和電解法這兩種簡易、操作簡單的方法相結(jié)合是很好的研究課題，而此種方法的重點(diǎn)則是在解決酸性廢水電化腐燭速率高而中性偏酸廢水電極吸附及絮凝效果好這一矛盾。篩選有效絮凝劑和電極材料使之能在較廣pH范圍內(nèi)發(fā)揮絮離吸附以及電解處理的垠佳效果。（1）采用絮