电凝聚法处理珊瑚岛地下水研究.doc

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1、电凝聚法处理珊瑚岛地下水研究论文作者：梁恒国，方小军，方振东，周从直，赵广健，官举德摘要：介绍了用电凝聚法去除珊瑚岛地下水中有机污染物的试验研究。结果表明，当电极板间距为5mm、电流密度为20A/m2、停留时间为100s左右时，处理后出水的色度＜10倍、浊度＜2.8NTU；此外，还研究了不同电极板形式对处理效果的影响，发现折板形电极板优于平板形的处理效果。关键词：电凝聚珊瑚岛地下水折板形电极板　　淡水透镜体(俗称岛水)是珊瑚岛宝贵的地下淡水资源。我国西沙群岛由30多个珊瑚岛礁组成，有较丰富的淡水资源，但因受枯枝、烂叶的污染，地下水富含腐殖质等有机物。水质

2、分析结果表明，岛水的一般化学指标、毒理学指标绝大多数在饮用水水质要求范围内，但色度严重超标、有异味，不能直接饮用［1］。　　处理岛水的关键是脱色、除臭，传统的加药混凝方法较难去除溶解性有机物产生的色度和气味，且投药量特别大。电凝聚法作为一种新的凝聚法有着比化学凝聚法更好的处理效果，能有效去除有机物；同时，不需投加药剂，省去了混凝剂的运输、储存、溶解、配制、计量、投加等一系列的工序和设备，设施简单、操作方便，且不会增加水中额外阴离子(如SO42-、Cl-)的残留和积累［2］。　　在分析、观察常规电凝聚器的电极板(一般采用平板)后发现，由于极板间的水流为层流

3、状态(水流扰动不强烈)，因此电解产物与水混合不充分、水解反应不完全，致使处理效果较差。为改变水流状态，提出将常规的平板电极改为折板电极。试验研究了电极板间距(d)、电流密度(IF)、水在电极板间的停留时间(T)对岛水中有机物去除效果的影响，同时对折板和平板的处理效果进行了对比分析。1试验内容及方法1.1原水水质　　水源水为西沙永兴岛大口井水，经检测原水浊度约为4NTU、色度约为45倍、有异味，该水源在岛上有一定的代表性。1.2试验装置和仪器　　试验的主要装置和仪器：电凝聚器、搅拌机、潜水泵、GDS—3型光电式浊度仪、比色管等，其中电凝聚器主要由电解槽、电

4、极板和交直流变电柜组成。电极板阳极采用纯铝板，厚为3mm、弯折角度为90°、弯折边长为20mm；阴极采用不锈钢板，厚为0.8mm，每块有效面积为0.55m2。1.3试验方法　　在不同d、IF、T的工况条件下，岛水流经电凝聚器，出水用可变速搅拌机搅拌后沉淀15min，取上清液测定其浊度、色度、pH值，试验工艺流程见图1。2试验结果分析72.1主要影响因素　　在采用电凝聚法时，原水的pH值、温度、浊度、色度、水流在电极板表面的流动速度及停留时间、电极板间距、电流密度、电压等因素都对净化效果有很大影响。下面重点分析电极板间距、停留时间、电流密度3个主要因素对净

5、化效果的影响。　　采用正交试验，选定上述3个控制因素，每个因素取3个水平，做9组试验，制成正交试验表L9(33)见表1，结果分析见表2。表1正交试验数据表序号工况d/T/IF(mm/s/A·m-2)电压(V)浊度(NTU)色度(倍)15/60/102.07.82025/75/203.83.81035/90/304.10.45410/60/203.87.0175710/75/304.15.010610/90/102.26.015715/60/305.86.520815/75/103.25.215915/90/204.03.812表2正交试验的直观分析表Ki

6、jdTIF浊度色度浊度色度浊度7色度K1j123523.3371950K2j1842163514.639K3j15.54911.23211.935K1j411.77.8196.316.7K2j6144.311.74.913K3j5.2716.33.710.73.611.7Rj224.64.18.32.65　　表2中，Kij表示第j列中对应水平i的试验数据之和(i=1,2,3)，Kij=13·∑Kij，i=1,2,3；极差Rj=max(K1j，K2j，K3j)-min(K1j，K2j，K3j)，Rj越大表明相应的因子对试验效果影响越大，也越重要。由表1、2

7、可以得出以下结论：　　①由Rj值的大小知各因子的重要性依次为停留时间、电流密度、电极板间距。　　②因为试验要求浊度、色度越低越好，由最小K1j、K2j、K3j的相应的各因子水平得出最优工艺条件：　　a.d为5mm。当d=15mm时，出水浊度相差不大，但色度相差较大；当d＜5mm时，该装置加工困难且易堵塞，所以最优电极板间距为5mm。　　b.T为90s。此时出水浊度、色度都明显低于前两个水平，但T=90s在试验的边界点上。为寻求最佳的停留时间，需扩大试验范围(见2.2节)。　　c.IF为20A/m2。当IF=30A/m2时的出水浊度、色度都低于IF=20A

8、/m2的水平，但效果相差不大。当电流密度增大时耗电量增大，而电费是电凝聚法运行费