以石墨为阴极的铝电絮凝去除水中五价砷

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.231113

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (2) : 239 -248. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.231113

以石墨为阴极的铝电絮凝去除水中五价砷

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摘要

为解决铝-铝电絮凝去除砷时溶解Al³⁺浓度高、pH值上升快、铝极板损失高、运行成本高等问题，采用不同的材料（几种金属、不锈钢、石墨）作为阴极，对比其对铝阳极电絮凝去除水中五价砷的性能的影响，筛选出石墨作为优势阴极。进一步考察极板间距、电流密度、初始pH值和电解质类型对铝-石墨电絮凝去除五价砷的效率和经济性指标的影响，结果表明：极板间距对砷的去除效果无明显影响；电流密度与砷的去除速率呈正相关；初始pH值为7时砷的去除速率最快，但铝极板损失最大；无电解质时砷的去除速率最快，但电解质为NaNO₃时运行成本最低。采用Ferron法、XRD、Zeta电位、傅里叶红外光谱和BET等方法分析铝-铝电絮凝和铝-石墨电絮凝产生的铝物种和絮体的差异，结果表明铝-石墨电絮凝产生的絮体的铝物种更有利于砷的去除。利用电化学工作站分析电絮凝过程中的腐蚀性能、电化学阻抗谱与析氢性能等电极行为，结果表明铝-石墨电絮凝产生的絮体具有更小的比表面积、孔径和更低的含水率，有利于后续污泥的处理。