如何解决电絮凝系统中牺牲阳极的腐蚀问题？

如何解决电絮凝系统中牺牲阳极的腐蚀问题？

背景

近年来随着电镀废水排放量的不断增加以及排放标准的日益提高，电镀废水中重金属的深度处理处置成为重要课题，但由于常用的化学法、生物法均有其局限性，电化学处理技术逐渐进入研究者的视野。

目前针对常见的锌镍合金电镀废水的电化学处理方法主要采用电絮凝法，该法操作简便，处理效率高，能去除废水中络合重金属，不失为一种极佳的选择。

然而在电絮凝系统运行过程中，牺牲阳极不可避免地会发生腐蚀，这不仅会大大降低极板的效率和寿命，还会增加能耗，最终导致运行一段时间后处理效果出现较大的波动。

针对电凝聚系统腐蚀的原因，江南大学严群教授团队提出的解决方案，采用改性涂层对阳极板进行保护，从而有效抑制板面腐蚀。

经过实验对比，最终确定采用PANI（聚苯胺）-MMT（蒙脱石）材料进行极板改性，并经过多批次实验测试涂层极板的电化学性能及重金属处理效果，最终确认涂层改性可有效保护极板，延长其使用寿命，稳定去除效果。

该论文题为“电凝聚处理电镀废水过程中聚苯胺涂层对铁阳极的缓蚀机理”，发表在《水与环境》杂志上。

研究细节

本研究作者分别用聚苯胺（PANI）和聚吡咯（PPy）涂层改性铁板阳极，并采用电凝聚（EC）处理电镀废水。

如图所示：与PPy-PTS（对甲苯磺酸）相比，PANI-MMT具有更好的耐腐蚀性、更高的电阻率、保护层和气液阻隔能力等电化学性能；此外，PANI–MMT涂层的负吸附能达到最小-183.59 kJ mol−1，而PPy-PTS涂层的负吸附能达到-169.42 kJ mol−1；阳极板经过10次使用后，其缓释效率仍然高达35％。

因此PANI-MMT改性铁阳极可以实现更好的极板保护和更高的重金属去除效率。

总结与展望

可以预见在不久的将来会有越来越多的电凝聚缓蚀方法被开发出来，可以大大提高电凝聚板的使用寿命。目前除了添加缓蚀剂和板涂层外，另一个可以进一步探索的方向是絮凝方法的变化。高压脉冲可能与缓蚀相结合，在重金属废水的电化学处理中得到广泛的应用。

论文信息

进入铁阳极与-的

J. Yu、Y. Liu、H. Wang、Q. Yan*（颜群，江南大学）和 J. Luo。

.科学：水研究.，2023,9，406-418

10.1039/

主要作者

余杰大师

江南大学

该文章的第一作者为硕士生，主要研究重金属废水的电化学处理。

严群教授

江南大学

本文通讯作者为江南大学环境与土木工程学院教授、博士生导师，主要研究方向为基于电化学的高浓度废水深度处理关键技术、基于生物电化学体系的污染物降解过程研究。

课题组介绍

江南大学颜群研究组成立于2011年，现有教授1人、副教授1人，硕士、博士研究生16人。近年来，团队在高浓度废水深度处理关键技术方面取得突破，研发了应用于环境工程技术的新型碳基复合材料，为废水处理和环境功能材料的可持续发展提供了技术解决方案。近年来，团队发表了一系列关于电凝聚过程中阳极腐蚀防护的论文（2021. 9(2):)、Water & .（2018. 4:1105-1113）等研究报告，获得国家授权发明专利1项（ZL22）。

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* 2020年（、2021年）

† 2020 年

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