目前,電絮凝相關過程的機理有待深入研究,電絮凝技術的應用還有待推廣。目前,電絮凝裝置和電源的設計方案還不夠成熟,使過程能耗偏高、處理費用偏高;同時,由于電絮凝反應器加工制造還未實現標準化,電極連接及更換困難,運行管理及維護亦存在問題。這些因素都影響著電絮凝技術的有效推廣應用。改進電源技術、研究新型電極材料,針對各種復雜水質特點,優化電絮凝處理工藝條件,實現電絮凝設備結構的特征設計和標準化,采用過程耦合來強化處理效果,提高電絮凝技術的體積效率,降低能耗,這些都是電絮凝技術的發展方向。 (1)極板的材料、極板的形狀、極板的排布方式和水體流道的設計都會影響電絮凝劑的生成和絮凝分離效率。例如,電極材料由利用鐵、鋁等材料向利用復合材料發展;極板形狀由平板向球形、網狀、管狀等形狀發展;采用三維電極,增大電極的比表面積,從而提高電絮凝過程的電流效率和體積效率。又如,適宜的極板厚度和極板間距有利于提高電絮凝效率,降低能耗。極板間距過大可能導致電解效率低、時間長,增大濃差極化的影響;極板間距過小,易發生短路,絮凝過程可能在極板間受阻。 (2)廢水組成及其自身的理化性質對電絮凝處理效果有明顯的影響。例如,廢水的pH會直接影響電絮凝過程的絮凝劑生成和除污效率。一方面,電絮凝劑生成的適宜pH條件為中性或弱堿性,聚鋁絮凝劑或聚鐵絮凝劑在較高的pH條件下,其吸附能力更強,混凝效果更好,過低的pH條件不利于絮凝劑的生成。另一方面,pH條件的選取又應根據具體水質情況來確定。例如,處理含重金屬離子的廢水時,其出水pH條件應控制在略高于重金屬氫氧化物易于形成沉淀的pH范圍,才能提高除污效率。如文獻報道稱,Cu 2+ 、Zn 2+ 、Ni 2+ 、Mn 2+ 的氫氧化物易于形成沉淀的pH分別應大于8、9、9.5和10。電鍍廢水中有時含有多種重金屬離子,各種離子易于形成沉淀的pH范圍有較大區別。若廢水不可能實施分類、分流處理,則混流廢水采用單臺電絮凝設備處理時,較難完成出水pH條件的控制??梢钥紤]采用兩臺電絮凝設備串聯操作,中間增加pH調節步驟。 (3)正確使用電絮凝技術,可以對水體中的細菌、固體懸浮物、疏水性油脂以及色度實現有效的脫除;優化工藝條件,電絮凝裝置也可以高效處理含重金屬離子廢水、含磷廢水、含氰廢水、含砷廢水等。但是,電絮凝技術通常對極性有機物廢水的處理效果較差,對溶解性有機物貢獻的 COD 值的去除率還不高。深入分析電絮凝技術的特點和不足,根據處理廢水種類的不同,實現電絮凝技術與其他物化技術的過程耦合,可以提高污染物和廢水COD 值的去除率,進一步拓展電絮凝技術的應用范圍。例如,采用電絮凝/砂濾法處理制革染色廢水,廢水COD值從344~806mg/L降低至 44~135 mg/L,色度從 20~100 倍降至 2~25 倍 。又如,將電絮凝技術和微絮凝過濾相結合,用于生活飲用水制備中處理低濁度原水工藝,處理效果很好 。文獻比較了多種電操作單元耦合的優勢,這些耦合過程的研究工作已經成為拓展電絮凝技術應用的熱點研究方向,具有重要的參考價值。
|