【摘 要】
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随着聚乙烯醇（PVA）使用量的增加,大量PVA与废水一起排放到自然环境中,不仅通过食品链危害人类健康,还会加速重金属扩散,对农田环境和农作物造成威胁。传统的直流电絮凝法（DC-EC）电极易钝化、能耗高、产泥量大,限制了其在PVA废水中的应用。而交流脉冲电絮凝法（APC-EC）可以克服DC-EC法的缺陷,减少钝化现象,降低能耗。因此,将APC-EC法用于处理PVA废水,讨论电极类型、电极间距、电流密
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随着聚乙烯醇（PVA）使用量的增加,大量PVA与废水一起排放到自然环境中,不仅通过食品链危害人类健康,还会加速重金属扩散,对农田环境和农作物造成威胁。传统的直流电絮凝法（DC-EC）电极易钝化、能耗高、产泥量大,限制了其在PVA废水中的应用。而交流脉冲电絮凝法（APC-EC）可以克服DC-EC法的缺陷,减少钝化现象,降低能耗。因此,将APC-EC法用于处理PVA废水,讨论电极类型、电极间距、电流密度、初始p H值、Na Cl浓度、初始PVA浓度、占空比和频率对两种体系从合成废水中去除PVA的影响及参数范围;在单因素试验的基础上,选出对PVA去除率影响最显著的因素,再利用响应曲面法分析各因素之间的交互作用并确定其最佳运行条件;量化电絮凝各过程的贡献率,分析该过程中产生铁离子的规律,并辅以表征分析手段分析絮凝体的结构形态、组成成分,探究电絮凝法去除水体中PVA的机理;对比分析DC-EC、APC-EC处理PVA的效能,在最佳反应条件下进行实际水体的应用,并主要得出以下结论:（1）通过单因素试验,在相同的影响因素条件下,APC-EC对PVA去除效果更加明显,去除率可达90%以上,而DC-EC对PVA去除很难进一步提高,且确定了影响因素参数范围,其中对PVA去除率影响最为显著的因素有:电流密度,电极类型、p H。（2）采用中心组合设计响应曲面法,对DC-EC、APC-EC分别进行了PVA去除率的响应分析。对于DC-EC的先后顺序为:电流密度＞电极类型＞p H;对于APC-EC的先后顺序为:p H＞电流密度＞电极类型。根据拟合模型方程和响应曲面分析可以得到DC-EC法处理PVA的最佳操作条件:p H=7,电流密度为2.0 m A·cm-2,电极类型为Fe/Fe;APC-EC法处理PVA的最佳操作条件:p H=7,电流密度为1.0 m A·cm-2,电极类型为Fe/Fe。（3）通过表征分析可知,吸附和与氢氧化铁络合物共沉淀是EC法去除废水中PVA的主要方法。在GPC色谱图中,结果证实了PVA的分子量随着电解时间的增加而降低。通过对比溶液中的铁离子浓度发现,APC-EC中的铁离子浓度远高于DC-EC。（4）在相同的去除效率下,APC-EC的材料消耗比DC-EC降低约26.6%,APC-EC的能耗比DC-EC降低约89.8%。同时,污泥量减少约32.1%,电流效率比DC-EC高约1.6倍。循环50次后,DC-EC的实际电极损耗为10 g,而APC-EC的电极质量损耗仅为4.8 g。对于实际水体,真实废水下的APC-EC系统仍优于DC-EC系统。综上所述,APC-EC具有高效、低成本和良好的电极稳定性,在实际污水的治理中有着广泛的应用前景。
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