菌渣基生物炭电极CDI-狐尾藻联合工艺去除含氟含铜废水研究

来源：水处理技术杂志2026年第7期北京时间：

作者：宋雅婷1,2, 罗翀1,2, 杨思培1,2, 秦普丰1,2,*

单位：1.湖南农业大学,环境与生态学院;2.岳麓山实验室：湖南 长沙 410128

摘要：以农业废弃芦菇菌渣制备菌渣基生物炭电极,并构建CDI-狐尾藻联合工艺,用于含氟、含铜废水的分级处理。系统考察了单独CDI工艺中运行电压、F^-和Cu²⁺初始浓度、共存离子对归一化浓度的影响及菌渣基生物炭电极循环利用性能。结果表明,当运行电压为1.4 V,F^-初始浓度为10 mg/L的单独体系中,F^-的电吸附容量为11.51 mg/g;F^-和Cu²⁺初始浓度分别为10 mg/L的混合体系中,F^-和Cu²⁺的电吸附容量分别为10.76 mg/g和20.07 mg/g,单独体系F^-电吸附容量略高于混合体系,表明同步去除过程中Cu²⁺对F^-存在一定竞争抑制;共存离子对F^-的去除影响较小,CDI工艺对复杂水质中F^-去除具有一定抗干扰能力。5次电吸附-脱附循环实验表明,菌渣基生物炭电极对Cu²⁺具有较好的循环稳定性,而对F^-的电吸附容量呈逐步下降趋势。CDI尾水经狐尾藻生态抛光60 d后,F^-由5.53 mg/L降至3.43 mg/L,Cu²⁺于10 d内降至检测限以下,联合工艺对F^-的累计削减量为6.57 mg/L,对Cu²⁺的削减量约10.00 mg/L。实际矿业废水实验中,CDI对F^-的单次电吸附量为10.42 mg/g。毒性约束结果表明,狐尾藻长期稳定运行时,进水F^-宜控制在5 mg/L左右或更低。该工艺可为农业废弃菌渣资源化制备电极及矿区分散式废水低成本分级治理提供参考。

关键词：电容去离子,生物炭电极,狐尾藻,含氟废水,重金属,联合工艺

基金资助：郴州国家可持续发展议程创新示范区建设专项（2022sfq41）; 国家自然科学基金（51808215,41877491）; 湖南省重点研发计划（2023NK2029）; 湖南省创新平台与人才计划（2020RC2056）; 湖南省教育厅科学研究项目（23B0594）