电絮凝-超滤除氟控铝工艺参数优化

电絮凝-超滤（electrocoagulation-ultrafiltration process,EC-UF）工艺在饮用水除氟方面具有良好的应用前景,但是存在着能耗较高和出水余铝不达标的问题。实验通过优化电絮凝参数和pH,解决了EC-UF工艺能耗高和出水余铝不达标问题。主要考察了电絮凝pH、电流密度、水力停留时间、初始氟浓度对氟离子的去除效果以及膜污染的控制情况,并分析了铝络合物对氟的去除机理。结果表明,在电流密度10 A·m-2、水力停留时间30 min、pH在6.0~7.0的最佳工艺条件下,EC-UF工艺的出水氟、余铝含量均可达到生活饮用水水质标准。与传统工艺相比,调控pH的EC-UF工艺能耗为0.467 kWh·g-1,降低了33.9%,并且具有较好的出水水质,表明pH的调控是EC-UF除氟控铝工艺优化的关键因素。     

电絮凝-超滤组合技术处理含铜废水

采用电絮凝-超滤（electrocoagulation-ultrafiltration,EC-UF）组合技术对含铜废水中的铜离子进行了处理实验研究。讨论了电流密度、初始pH、初始铜浓度和初始电导率等因素对铜的去除效果和膜污染的影响,并分析了这些影响因素对EC-UF组合技术效率的作用机制。结果表明,在电流密度J=50 A·m-2、初始铜浓度C（Cu2+）≤40 mg·L-1、初始pH=4~8、初始电导率σ=2 mS·cm-1、电解时间20 min的条件下,废水中铜的去除率达到99.6%并有效的减缓了膜污染。本研究为EC-UF组合技术除铜的实践应用提供了科学依据。     

电絮凝─超滤协同去除水中的腐殖酸

采用电絮凝-超滤(electrocoagulation-ultrafiltration,EC-UF)技术协同去除水中腐殖酸(HA),主要考察了电流密度、初始pH、初始HA浓度、初始电导率等因素对HA去除率的影响,解析了在这些影响因素下HA的去除机理,并对滤饼层特征和膜污染机制进行了研究。结果表明,在电流密度j=10 A·m~(-2)、初始pH=7、初始电导率σ0=1 000μS·cm~(-1)、电解时间为15 min的条件下,初始HA浓度为10 mg·L~(-1)时,EC-UF工艺对水中的HA的去除率可以达到97.3%,膜污染为可逆污染,被污染的膜经过清洗后通量可恢复到初始的94%。     

电絮凝-膜分离反应器还原-絮凝-超滤一体化处理六价铬废水

采用电絮凝-膜分离反应器(electrocoagulation membrane reactor,ECMR)对含铬废水进行研究。讨论了电化学参数和水质条件对Cr(Ⅵ)去除的影响,对比了ECMR和EC-UF抑制膜污染的作用机制。结果表明,在电流密度J=55 A·m-2、初始浓度C(Cr6+)=40 mg·L-1、初始pH=3、电解时间60 min、水力停留时间20 min条件下,ECMR出水总Cr去除率达到99.2%,废水中Cr(Ⅵ)的去除率达到99.4%。同时发现ECMR膜通量优于EC-UF,通量高出近15%,ECMR装置不但能够充分利用电絮凝中的电场和气浮作用,进一步强化减缓膜污染,而且可以使装置系统更加紧凑,节省占地空间。     

双铝电极电絮凝处理高含氟地下水的影响因素及动力学分析

为探求电絮凝处理高含氟地下水工艺技术参数及其除氟动力学,采用双铝电极电絮凝装置处理人工模拟高含氟地下水,研究了双铝电絮凝除氟过程及其除氟动力学模型,分别考察了电流密度、pH、极板间距及初始氟浓度对电絮凝除氟过程影响。结果表明,电絮凝除氟过程符合一级反应动力学模型,理论所需除氟时间取决于初始氟浓度和除氟动力学常数,而除氟动力学常数受电流密度、极板间距和初始氟浓度影响;当电流密度为300 A·m⁻³,pH为6.0~7.0,极间距为10 mm时,双铝电絮凝除氟能效最高,氟离子去除率为89.56%,能耗为0.157 8 kWh·g⁻¹;但较高的初始氟浓度容易使铝氟比下降,导致除氟效果下降,不利于除氟过程。以上结果可为电絮凝处理高含氟地下水工程化应用和除氟反应器开发提供参考。     

基于电絮凝法处理矿区高浓度含氟地下水动力学分析

采用铝电极电絮凝体系对矿区高含氟地下水进行处理,研究了高氟浓度下电絮凝除氟过程,分别考察了电流密度、极板间距、进水氟质量浓度及pH对除氟效果和动力学常数的影响,并建立了电絮凝除氟动力学方程模型。结果表明：最佳除氟参数为电流密度为450 A·m⁻³,极间距为5 mm,pH为6.0~7.0;当进水氟质量浓度为12.1 mg·L⁻¹时,经60 min电絮凝除氟后可使进水氟质量浓度由12.1 mg·L⁻¹降为0.6 mg·L⁻¹以下,整个除氟过程遵循一级反应动力学模型且除氟动力学常数取决于电流密度、极板间距和进水氟质量浓度。絮体结构与成分分析表明,在pH=6.0~7.0条件下,电絮凝体系中主要形成的无定型羟基铝化合物使除氟效果达到最好,较高的进水氟质量浓度有助于提高铝离子利用效率。     

电凝聚法去除地热水中氟的研究

研究了电凝聚法对模拟高含氟地热水的除氟。结果表明，电凝聚法对地热水的除氟可控并能获得理想除氟效果。最佳工艺条件为：进水ｐＨ值５．５￣６．０，电解电流密度约１５Ａ／ｍ＾２，电解槽停留时间４￣５ｍｉｎ，倒极时间５￣１０ｍｉｎ。     

动态电化学反应器还原硝基苯废水的效能分析

以石墨电极为阴极、钌铱电极为阳极,建立了动态电化学应器用以处理硝基苯模拟废水。考察了水力停留时间、电流密度、电解质浓度和初始pH等因素对硝基苯去除率、苯胺生成率和库伦效率的影响规律,从能耗角度探讨了动态处理方式的优势及其原因。结果表明：动态处理效果明显优于静态处理。当水力停留时间为1 min,电流密度为15 mA·cm-2,电解质浓度为0.05 mol·L-1时,反应20 min硝基苯转化为苯胺的库伦效率为4.15%,比相似条件下的静态处理效果增大2.58倍;反应60 min去除硝基苯和生成苯胺所需能耗分别为10.09 kWh·kg-1和19.53 kWh·kg-1,比静态分别减少45.22%和62.09%;反应120 min硝基苯去除率可达97.3%,苯胺生成率达53.1%,比静态分别提高22.8%和39.2%。     

电絮凝法处理石油裂化催化剂废水

针对石油裂化催化剂废水高盐高浊、水质水量变化大的特点,采用电絮凝工艺对其进行处理,并对初始pH、极板间距、电流密度及电解时间等工艺条件进行了优化。结果表明,电絮凝法对石油裂化催化剂废水有较好的除浊效果,在最优工艺参数(初始pH=8,极板间距为1.5 cm,电流密度为25 mA/cm2,电解时间为40 min)条件下,电絮凝对废水浊度和SS的去除率分别在97%和95%以上,出水浊度和SS分别低于5 NTU和15 mg/L;电絮凝过程平均电耗为0.723 (kW·h)/m3,铝阳极平均损耗为0.1497 kg/m3,主要成本为铝阳极损耗。电絮凝法适于石油裂化催化剂废水的处理,可操作性强,应用前景良好。     

电絮凝法去除微污染水中氨氮的研究

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30min、初始pH为7.0~9.0、静沉时间为20min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。     

膜分离-光电催化深度处理高盐含聚污水

海上油田含聚采油污水黏度大、乳化程度高、有机物种类繁多且盐含量高,处理难度极大。尝试采用膜分离-光电催化组合工艺深度处理高盐含聚采油污水,效果较好。考察了停留时间、电流密度、废水pH对光电催化体系运行效果的影响。结果表明：光电催化氧化技术可有效处理该类废水;pH对体系处理效率影响不大;停留时间越长,处理效果越好;随电流密度的增大,油类去除率逐渐提高,COD去除率先提高后趋于稳定。在pH 6~8.5、光电催化单元停留时间50 min、电流密度10 mA·cm-2条件下,出水COD浓度≤50 mg·L-1、石油类浓度≤3 mg·L-1,完全满足《辽宁省污水综合排放标准》（DB 21/1627-2008）要求。     

水力停留时间对膜生物反应器复合工艺污水处理特性的影响

开发了厌氧-多级好氧/缺氧-膜生物反应器复合工艺,在不同水力停留时间(HRT)下,考察了系统对污染物去除效果及其膜污染的特性.结果表明,在试验选定的HRT范围内,系统对TN和TP的去除率随着HRT的降低而升高,当HRT为8.70、6.96、4.97 h时,系统对TN和TP的平均去除率分别为73.15%、79.76%、81.98%和67.79%、80.99%、92.16%.但是,较低HRT条件下膜通量较高,会加剧膜污染进程.解决这一问题的措施是增加膜组件个数,从而在不提高膜通量的情况下使系统保持较低的HRT,保证系统高效稳定的污染物去除效果.     

电絮凝-气浮-砂滤组合工艺除氟

为了有效去除水中的氟离子,对电絮凝-气浮-砂滤组合工艺除氟(F-)离子进行了研究。详细考察了电压、电絮凝停留时间和初始F-离子浓度等参数对除F-离子效率的影响。结果表明:当初始F-离子浓度为1.50 mg/L,停留时间为10 min,电压为15 V条件下,出水F-离子浓度为0.92 mg/L;当初始F-离子浓度为2.5 mg/L,停留时间为15 min,电压15 V条件下,出水F-离子浓度为0.98 mg/L。用Al-Ferron逐时络合比色法表征了电絮凝和气浮单元出水中铝形态随时间的变化。结果显示:电絮凝出水Ala含量随时间增加迅速降低到5%以下,电絮凝和气浮单元出水Alb含量均占到50%以上,Alc含量均随时间增加而增加。     

聚合物强化超滤处理含铜废水

聚合物强化超滤工艺（PEUF）是一种将高分子聚合物和超滤技术结合的新型、高效的重金属废水治理方法。以壳聚糖（CTS）为聚合物去除水中的铜离子。考察了吸附络合和超滤过程中影响铜去除率的多种因素。结果表明,溶液pH值为6.0、CTS浓度为0.15 g/L和反应时间为60 min时,通过超滤系统后效果最佳。装载比一定时,铜初始浓度的变化对铜的去除率没有明显影响。CTS对铜的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程。还研究了超滤膜的污染情况和膜清洗方法,结果表明,酸清洗效果较好,可使膜通量恢复达87%左右。     

酒糟生物炭负载铝对饮用水中氟的去除

以酒糟生物碳为原料,采用负载Al（OH）3改性制得生物吸附剂（CDGB）。通过静态吸附实验研究吸附剂用量、初始浓度、吸附时间、pH值和共存离子对CDGB吸附氟能力的影响。结果表明：CDGB具有非常宽的最适pH值范围,在pH值为5.0~9.0范围内CDGB均能有效地去除饮用水中的氟离子;并且在氟初始浓度为10 mg·L-1,吸附时间40 min,CDGB的添加量为2 g·L-1时氟的去除率可达90%以上,且吸附后水中氟离子含量低于1 mg·L-1,符合国家饮用水标准;溶液中常见的共存离子（硝酸根、氯离子和硫酸根）对吸附剂吸附没有显著影响;CDGB对氟离子吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级吸附动力学模型,理论饱和吸附容量为18.05 mg·g-1。     

电絮凝对电厂循环冷却水中硬度的去除

以某电厂冷却塔循环冷却水为处理对象,利用电絮凝法,以铝板为牺牲阳极去除水中的Ca²⁺和Mg²⁺,分别考察了电絮凝过程中不同电流密度、电解时间、溶液初始pH、阳极极板数量对总硬度去除率的影响。结果表明：增加电流密度、延长电解时间有利于Ca²⁺和Mg²⁺的去除;当电流密度为10 mA·cm⁻²,电解时间为90 min时,Ca²⁺和Mg²⁺去除率分别达到93.5%和95.8%,总硬度去除率为94.6%;相对于酸性和中性条件,碱性条件更有利于Ca²⁺和Mg²⁺的去除,当初始pH为10时,Ca²⁺和Mg²⁺去除率分别达到85.4%和97.7%,总硬度去除率为93.5%;随极板数量的增加,Ca²⁺和总硬度去除率均有所提高;投加Na₂CO₃有利于Ca²⁺和总硬度的去除。上述结果可为进一步提高电絮凝过程中总硬度的去除率提供参考。