項目描述
?一、硼的應用及硼污染危害
1. 硼的應用
在自然界中硼通常以硼酸、硼酸鹽或者硼硅酸鹽礦的形式存在。工業上主要利用硼化合物制造絕緣玻璃纖維材料、硼硅酸鹽玻璃和清潔劑。工業上另一個主要應用是作為核反應堆的冷卻劑，即在壓水堆核電站運行的過程中通過向反應堆添加硼酸來控制反應性，當換料或檢修時也會向堆芯注入大量硼酸溶液保證安全性。含硼廢水的主要成分是硼酸鹽，并含有少量硝酸鈉和磷酸鈉等。
2. 硼污染的危害
人們每日從食物及飲用水中會攝入1~3mg硼，硼也是植物生長所必需的微量元素，但是硼的過量攝取或灌溉水中硼含量過高會對人體和作物產生危害。世界衛生組織（WHO）建議，成人每天攝入的硼應不超過0.16ug/g，過量的硼的攝入會引起惡心、頭痛、腹瀉、肝臟損害甚至會死亡。植物硼中毒會使葉片枯黃、脫落，最終會導致光合作用能力的降低和產量下降。
3. 硼的相關標準
世界衛生組織在1993年對飲用水中的硼首次提出0.3mg/L的臨時性限定指標，1998年規定為0.5mg/L。許多國家和組織也制定了相應的標準，例如歐盟1998年規定飲用水中硼的限值為1.0mg/L，新西蘭飲用水標準中硼的限值為1.4mg/L。
綜上所述，隨著硼工業的發展及人們對水中硼污染重視的提高，水中硼的去除越來越引起人們的廣泛關注，各種硼的去除方法成為研究熱點。
二、用電絮凝法除硼的理論依據
工業中排放的含硼廢水和放射性含硼廢水的成分復雜些，在實際處理過程中，具體采用哪種方法需要綜合考慮廢水中的硼的存在形式,及其他可能有的介質，并結合工程的廢水量，投資數等因素來選擇適合的方法。在需要的情況下,可以結合幾種方法聯合處理。
以鋁或鐵作電極，采用電絮凝法除硼時，陽極會溶出 Al3+或Fe2+等離子，其在水中水解發生混凝或絮凝作用。通常，該方法還伴隨著電氣浮和電氧化過程，使水中的膠體或懸浮污染物得到有效的去除。
以鋁電極作陽極為例，在電極兩端發生的反應分別是：
陽極： Al→Al3++3e-
陰極： 3H2O+3e-→3/2H2+3OH-
新鮮產生的Al（OH）3絮體，具有非常大的吸附面積，可以快速吸附可溶性有機化合物和水中膠體物質。
電絮凝法比化學沉淀法有更好的硼去除效果和更好的經濟性。不管是處理硼模擬廢水還是含硼工業廢水，在相同的條件下， 電混凝法的硼去除率比化學沉淀法高15%-20%。當含硼工業廢水中硼的去除率達到75%時，化學沉淀法的費用是電絮凝法的6.2倍【1-2】。
此外，與其他除硼手段相比，電絮凝法的優點還在于，可以處理高濃度含硼廢水克服了離子吸附樹脂、吸附材料等其它除硼方法非常容易飽和的缺陷。
三、用電絮凝法除硼實驗
水質來源：自配含硼廢水，方法為在1L水中加入5.636g硼酸（H3BO3），配制約1000mg/L硼含量的含硼廢水。
分析依據：《水質 硼的測定 姜黃素分光光度法》ＨＪ/Ｔ４９-１９９９；
實驗設備：我司自行研發電絮凝裝置；
實驗過程：將含硼廢水加入電絮凝裝置中，電流密度控制在20mA/cm2
每隔30分鐘取樣測量含硼率如表1所示：
表1 電絮凝含硼廢水實驗（含硼率 vs 反應時間）
電絮凝反應隨時間對硼的去除率如下圖所示
四、小結
電絮凝法與其它除硼手段相比，有去除效率高、反應過程簡單、節能經濟等特點。特別地，對高含硼量的工業廢水，由于其不受飽和率限制，除硼效果顯著。根據需要，如能與其它方式復合使用，聯合處理高含硼廢水，可以得到達標水質。