论文部分内容阅读
我国的许多江河湖泊都有着不同程度上的富营养化状况,其导致的藻类水华严重威胁了人们的饮水安全。传统水处理工艺对水华水体处理效果有限,而电化学技术可生成活性较高的混凝剂,避免了药物投放造成二次污染的风险,也节省了药剂的储存、混合和运输等费用。此外,该技术可应用于成套化设备,具有体积小、占地面积少、操作简便、容易自动化管理等特点。因此,开展电化学除藻技术研究具有一定的学术和工程意义。论文以水华中常见的铜绿微囊藻和嘉陵江水华常见的针杆藻为处理对象,采用优选电极考察了不同作用条件下的除藻效果和影响因素,并在此基础上探讨了电化学除藻的作用机理。论文主要研究内容和结论如下:(1)采用两电极和三电极系统,考察了不同电极材料的除藻效果。在两电极系统中,采用不锈钢作为阴极材料,分别选取铁、铝、掺硼金刚石和不锈钢作为阳极,研究表明铝阳极的除藻效果最好。在三电极系统中,分别选取不同的电极组合进行反应,研究表明铝-不锈钢-掺硼金刚石三电极装置除藻效果最优。在极板间电流密度,总电源电流和反应的有效面积一致的条件下,对比上述两种最优组合的除藻效果,并对其不同的作用机理进行分析,研究发现:铝-不锈钢-掺硼金刚石三电极装置去除藻细胞既优且快。(2)对于优选出的三电极装置,通过正交试验考察了电流密度、通电时间、沉降时间、初始pH、极板间距对处理效果的影响。实验结果表明:各因素对藻的去除率的影响顺序为:电流密度>通电时间>沉降时间>初始pH>极板间距,而且结合单因素实验确定电流密度2mA/cm2,通电时间为30min,沉降时间为15min,pH=6,极板间距取1.0cm为实验的最优工况点。实验继续研究了常见离子、藻浓度和环境温度对除藻效果的影响,分析作用机理,并监测了反应过程中溶液pH的变化以及电化学除藻的耗能情况,研究得出当电流密度取2mA/cm2时,可使反应的耗能最小。(3)选取铝-不锈钢-掺硼金刚石三电极装置,对比了该装置对铜绿微囊藻和针杆藻的去除效果,并研究不同电流密度对针杆藻、微污染水中浊度和CODMn去除效果的影响,研究发现:电流密度取2mA/cm2,通电时间取20min,除针杆藻效果最优;电流密度为3mA/cm2,通电时间为30min,除浊效果最优;电流密度为5mA/cm2,而通电时间为40min,除CODMn最优。