水体富营养化导致的蓝藻水华严重威胁了人们的饮水安全。传统的富营养化原水处理方法主要是投加硫酸铜,或者在混凝、气浮前增加氧化单元(通过投加臭氧、二氧化氯和氯气等进行强化),但这些方法均具有一定的局限性。近几年来,电絮凝—电气浮水处理技术受到越来越多的关注。与传统混凝相比较,该技术可原位生成活性较高的混凝剂,避免投加化学混凝剂所带来的二次污染,还可以省去混凝剂所需要的储存、混合和运输等费用;此外,该技术可在一套装置中同时完成絮凝、气浮以及氧化还原等过程,具有设备简单,集成化程度高,占地面积小等优点。本文针对富营养化水体中藻类、天然有机物、氮和磷等污染物质浓度超标的特点,考察了电絮凝—电气浮技术对藻细胞、天然有机物、氮和磷的去除效能。首先通过正交试验确定了电流、通电时间、溶液p H、污染物初始浓度、温度、离子浓度和电极间距等工艺和水质参数对上述污染物去除率影响的显著程度;之后,详细分析了主要参数对电混凝—电气浮技术去除污染物效能、所需电能耗的综合影响以及对溶液p H的影响,通过优化试验条件获得了较好的除污效果和较低的电能消耗。其中,电流和通电时间的选择极为重要。当处理藻细胞密度为1.0~1.5×109个/L的溶液时,最佳电流为60m A,其完全除藻所需的电解时间为45min,消耗的电量0.3 k Wh/m3。在处理15mg/L左右的腐殖酸时(以DOC计),最佳电流和电解时间分别为60m A和30min,电能耗为0.19 k Wh/m3,残余DOC 0.4mg/L,出水UV254为0.061。在处理10mg/L的PO43-时,宜选取电流60m A,电解时间60min,此时磷酸盐去除率82.2%,消耗电能0.18 k Wh/m3。在对硝酸盐的去除过程中,选取90m A电流较为合适,可显著降低生成亚硝酸盐的浓度。本研究从几个方面深入研究和探讨了电絮凝—电气浮对污染物的去除机理。一方面,从电解生成铝絮凝剂的浓度、形态分布、带电情况等角度分析了对污染物的絮凝去除机理;另一方面,从电氧化的角度分析了对污染物的氧化去除机理。此外,电场作用和电还原作用对污染物也有一定的降解去除能力。试验结果表明,在电絮凝—电气浮过程中,污染物不同则去除机理也不相同。电絮凝—电气浮对藻细胞的去除主要依靠电絮凝作用和电气浮作用。同时,电解生成的少量有效氯(约0.3mg/L)和电场的协同作用能够有效灭活藻细胞,提高藻细胞的去除效率。天然有机物和磷酸盐的去除主要依靠电絮凝作用。而硝酸盐氮和亚硝酸盐氮则是通过在阴极的电还原作用下转化成氮气得以去除。此外,通过控制絮凝剂量和调节溶液p H对比了电絮凝—电气浮和常规化学混凝对污染物的去除效率。在相同絮凝剂投加量的条件下,电絮凝—电气浮除藻效果明显优于化学混凝除藻,其对天然有机物的去除效率也优于常规化学混凝。电絮凝—电气浮对松花江水中总磷的去除效能也优于常规混凝。同时,相对于常规化学混凝过程中溶液p H的大幅降低,经电絮凝—电气浮处理后的松花江水的p H呈上升趋势,但增幅较小(从7.4增加至8.4左右),不需要额外调节出水p H。本论文的研究结果表明,电絮凝—电气浮技术可有效去除微污染含藻水中的藻类、天然有机物、氮、磷等污染物质。考虑到该技术净水效率高、设备简单、可移动性强,可将其应用到中小型分散式水处理或富营养化水体的应急性处理设施,以提高供水的安全性和可靠性。