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在工业用水中,很多行业都受到水中硅的限制,从用水量最大的冷却系统到高精度的电子行业,都对硅含量制定了严格的标准,然而,要达到深度除硅却很困难。最常用的化学絮凝方法不仅引起二次污染,而且无法达到深度除硅;离子交换和膜法不仅价格昂贵而且对进水水质要求较高。因此,必须寻找一种高效、经济且洁净的除硅技术。本文利用电絮凝技术除硅,探索其机理,并研究了各个因素对除硅的影响,并与化学絮凝技术做了全面的比较,最后探索了一种除硅前预处理的新方法。通过对电絮凝除硅连续工艺的研究发现,在恒流状态下,存在一个电压明显上升的转折点,这一转折点随着电流密度的增加而明显提前;经分析表明,电压的上升主要与电解过程中阳极的表面变化有关,阳极的过电势控制着整个电路电压的变化;通过对拐点处的数据分析得出,不同电流密度下拐点处的总电量在同一水平。经进一步研究表明,加入Cl-能有效延缓电压上升,并且在相同氯离子浓度下,阳离子对电压的上升特性无影响。与反转电极法相比,添加Cl-虽然不能提高除硅效率但能大大降低电絮凝除硅电耗。通过研究不同阴离子对电解中产生的絮体性质的影响得出:与其他体系相比,添加NO3-(10mM)+SO42-(10mM)的体系能够在消耗最少电极的情况下达到最大的去除率。通过响应曲面法建立个各种因素与响应之间的关系,并且得到最优条件为:初始硅浓度60mg/L,极板间距1.0cm,电解时间71.67min,pH值7.5,电流密度3.18mA/cm2,极板浸没高度4.00cm,此时,总费用为1.64RMB/t,去除率为92.8%,经过实际实验验证结果得到总费用为1.68RMB/t,去除率为91.9%。在初始硅浓度为40-100mg/L范围内对电絮凝除硅的反应动力学模型进行拟合可知,一级反应动力学模型和粒子内部扩散模型相关系数均在0.99以上。通过温度的影响表明,除硅过程焓变为45.11kJ/mol,熵变为0.18kJ/mol,吉布斯自由能变化为负值,这说明电絮凝除硅过程是一个自发的、吸热的、熵增的吸附过程。通过电絮凝与化学絮凝的比较得出结论,电絮凝技术不仅能够实现深度除硅(化学絮凝不能),而且产泥量小,能够维持溶液pH值中性,降低出水电导率,这说明电絮凝技术是一种既高效又洁净的技术。从机理上讲,电絮凝与化学絮凝效果的不同是由于电絮凝产生的絮体具有较负的Zeta电位和较大的粒径。与单独工艺相比,两阶段电化学法不仅能够降低产泥量而且能够降低费用。