电絮凝法去除造纸厂废水中的木素及其苯酚

摘要：

这个课题主要是研究电化学絮凝对造纸厂废水的处理。研究了在不同的电流密度、

不同材料的电极（Al 和 Fe）、不同电解时间（1.0、2.5、5.0、7.5min）下，电絮凝对木素、
苯酚、COD、BOD 去除率的影响。实验发现，电压在 12V，电解时间 2min、电流强度
77.13mA 时，各电极对这些污染物去除很彻底。用 Al 电极处理污染物 7.5min 后，木素
去除率为 80%，苯酚为 98%，BOD 为 70%，COD 去除率为 75%。使用铁电极时，去
除能力为木素 92%，苯酚 93%，BOD 为 80%，COD 为 55%。另外，研究发现，木素、
苯酚、BOD、COD 的去除随电流强度的增加而增加。实验中，不同的电流强度下，高的污
染物去除率可以从溶液内部电阻的减少和有机污染物传送到电极的速度的增加两个方面
来解释。研究发现，除 COD 去除率外，铝电极比铁电极有更高的电解效率。尽管如此，
BOD 在去除时间上要高于 COD。这个结果表明：电絮凝能够作为造纸厂废水处理的一个
有效的方法。

关键词：

造纸废水；电絮凝、苯酚、木素、BOD、COD

1、简介

城市工业活动常常被看做是水环境污染、大气污染排放、废水排放的主要来源。制浆造

纸厂是向环境排放固体液体气体污染物的第六大主要来源。硫酸盐制浆的废水是非常高的
污染源。

从漂白车间出来的碱性污染物是色度的主要来源，取决于木素及其衍生物。木素废水

的排出主要来自制浆、漂白以及化学品回用等环节。木素是一种不均匀的三维聚合物。酚醛
树脂在浓度为 1mg/L 的饮用水都会给水质带来非常大的气味问题。这些废水能够对可接
受的水质引起很大的破坏，因为其本身含有很高的 BOD、COD、含氯污染物（如
AOX）、SS（主要是纤维）、脂肪酸、单宁、树脂酸、木素及其衍生物、硫磺及硫磺化合物等。

传统的废水处理方法有生物法、物理法、化学法及其相互组合混用的方法，典型的制

浆造纸废水处理工艺有化学沉降、池塘法、活性污泥法和厌氧处理法。近年来，一些应用于
造纸厂废水色度去除的物理和化学方法被广泛的研究。包括土壤过滤、超滤、色谱法、沉降
法、改进漂白方法如提取过程中添加过氧化氢、用次氯酸盐代替氯气、胶体吸附、活性炭吸
附等。尽管如此，问题仍然不能被解决，木素经历了一个空间结构的改变而不是单纯的化
学改变，废水处理后仍然以其他形式存在。

电化学方法被广泛的用于包含有有机物和无机物的废水处理中。电化学方法的应用比

化学法和生物法有很多优点。化学氧化法用来降解有机污染物，但是这种方法需要消耗大
量的化学试剂。生物法和电化学法对环境很少甚至没有影响。因为这些方法不涉及有害试
剂的应用。电化学工艺因其能处理固体、气体、液体污染物的多功能性和其与环境的兼容性
而备受关注。在电化学方法中，主要的试剂是电子，属于清洁试剂。发生在电化学反应中
的机制已被很好的研究。一些发生在电极和废水中的反应被展现于表 1 中。研究者们已经
研究了很多电化学方法的应用，包括电化学处理含芳香烃类的有机污染物。

电絮凝是通过可溶性电极的溶解在反应过程中产生金属氢氧化物絮凝剂的反应过程。

和传统的絮凝和凝聚相比，在理论上，电絮凝在去除最小胶体粒子、最小带电粒子提供了
更大的可能性。而且产生数量很低的污泥。电絮凝设备简单，易操作、简短的反应时间、减
少了化学药品的投放和污泥的产生量。

因此，电絮凝被广泛的应用于食品废水、油污废水、合成洗涤剂、矿化废水和一些重金

属离子废水等废水处理中。近几年来，电化学已成功的用于各种工业废水的处理中。另外，