水中的砷、磷等污染物形態(tài)多樣，特性復(fù)雜，呈現(xiàn)出多價(jià)態(tài)、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)在砷、磷去除方面往往存在處理效果不佳、工藝復(fù)雜等問(wèn)題，電絮凝技術(shù)可為此類(lèi)污染物的去除提供一條有效途徑。然而傳統(tǒng)電絮凝技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍存在電極和電能消耗大、污泥產(chǎn)量大、氧化降解能力弱等問(wèn)題?；诠?jié)能減污降碳協(xié)同增效思路，呂建波教授團(tuán)隊(duì)近期在電絮凝技術(shù)的電極調(diào)控、新型電極開(kāi)發(fā)及可見(jiàn)光催化強(qiáng)化方向進(jìn)行了一系列的研究，相關(guān)研究成果于近期發(fā)表于國(guó)際環(huán)境領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《Water Research》（中科院I區(qū)top，IF12.4）和《Journal ofEnvironmental Chemical Engineering》（中科院II區(qū)top，IF7.2）。
圖1展示出近自然光強(qiáng)的可見(jiàn)光（670 Lux）對(duì)鈦電絮凝（Ti EC）去除水中的典型有機(jī)磷污染物——2-氨基乙基膦酸（AEP）顯示出明顯的強(qiáng)化作用，通過(guò)Ferron法和ESI-TOF-MS分析發(fā)現(xiàn)中尺寸和小尺寸聚合物（Tib）是主要絮凝物種，并通過(guò)Python軟件計(jì)算獲得了主要絮凝物種，AEP降解過(guò)程包括Ti陽(yáng)極直接氧化、?OH和活性氯物種（RCS）的間接氧化，正電子湮沒(méi)譜（PALS）和XPS等分析表明，納米級(jí)Ti絮體中空位簇和Ti3+缺陷的存在是激發(fā)可見(jiàn)光催化的主要原因，本研究表明，可見(jiàn)光強(qiáng)化鈦電絮凝具有多過(guò)程協(xié)同作用，對(duì)水中正磷酸鹽、其它有機(jī)磷和實(shí)際河水及污水的處理均表現(xiàn)出優(yōu)異性能，與已報(bào)道的電絮凝除磷技術(shù)相比，具有成本優(yōu)勢(shì)，顯示出良好的工程應(yīng)用潛力。
圖2展示了鋁電絮凝（Al EC）除砷（As(V)）過(guò)程通過(guò)常用的陰極材料（Al、Ti、Cu、不銹鋼SS和石墨G）進(jìn)行優(yōu)化，可有效實(shí)現(xiàn)同步減污降耗，研究發(fā)現(xiàn)，在這些電極組合中，鋁-石墨電絮凝（Al-G EC）表現(xiàn)出最低的Al3+殘留量、電荷轉(zhuǎn)移電阻及運(yùn)行成本，Alb和Alc是Al-G EC體系中的主要鋁絮凝物種。Al-G EC產(chǎn)生的絮體Zeta電位高于A(yíng)l-Al EC，且具有更小的孔徑，因而有利于A(yíng)s(V)吸附。石墨陰極較低的析氫反應(yīng)活性（HER）可有效抑制電解過(guò)程中pH值快速上升，從而調(diào)控優(yōu)勢(shì)鋁形態(tài)。Al-G EC污泥產(chǎn)量低、脫水性能優(yōu)，有利于后續(xù)污泥處理。連續(xù)流實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，Al-G EC在除砷效率、Al3+殘留及運(yùn)行成本方面均優(yōu)于傳統(tǒng)Al-Al EC。本研究提出的陰極調(diào)控鋁電絮凝策略可實(shí)現(xiàn)水中多種類(lèi)型含氧陰離子污染物（砷酸鹽、磷酸鹽、鉬酸鹽等）的高效去除，并同步降低運(yùn)行成本與殘留鋁離子（Al3+）。
圖1可見(jiàn)光強(qiáng)化鈦電絮凝去除AEP機(jī)理及廣譜磷污染物去除效果示意
圖2陰極優(yōu)化調(diào)控鋁電絮凝除As(V)機(jī)理示意
上述研究成果以煙臺(tái)大學(xué)為第一單位，呂建波教授為第一/通訊作者，研究工作得到了山東省自然科學(xué)基金和煙臺(tái)大學(xué)博士啟動(dòng)基金等基金資助。
論文鏈接如下：
1.WR論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124465
2.JECE論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.116244
來(lái)稿時(shí)間：9月12日 審核：劉俞斌 責(zé)任編輯：劉運(yùn)正
