水中的砷、磷等污染物形态多样，特性复杂，呈现出多价态、有机无机复合性等特点，传统的水处理技术在砷、磷去除方面往往存在处理效果不佳、工艺复杂等问题，电絮凝技术可为此类污染物的去除提供一条有效途径。然而传统电絮凝技术在应用过程中仍存在电极和电能消耗大、污泥产量大、氧化降解能力弱等问题。基于节能减污降碳协同增效思路，吕建波教授团队近期在电絮凝技术的电极调控、新型电极开发及可见光催化强化方向进行了一系列的研究，相关研究成果于近期发表于国际环境领域著名学术期刊《Water Research》（中科院I区top，IF12.4）和《Journal ofEnvironmental Chemical Engineering》（中科院II区top，IF7.2）。
图1展示出近自然光强的可见光（670 Lux）对钛电絮凝（Ti EC）去除水中的典型有机磷污染物——2-氨基乙基膦酸（AEP）显示出明显的强化作用，通过Ferron法和ESI-TOF-MS分析发现中尺寸和小尺寸聚合物（Tib）是主要絮凝物种，并通过Python软件计算获得了主要絮凝物种，AEP降解过程包括Ti阳极直接氧化、•OH和活性氯物种（RCS）的间接氧化，正电子湮没谱（PALS）和XPS等分析表明，纳米级Ti絮体中空位簇和Ti3+缺陷的存在是激发可见光催化的主要原因，本研究表明，可见光强化钛电絮凝具有多过程协同作用，对水中正磷酸盐、其它有机磷和实际河水及污水的处理均表现出优异性能，与已报道的电絮凝除磷技术相比，具有成本优势，显示出良好的工程应用潜力。
图2展示了铝电絮凝（Al EC）除砷（As(V)）过程通过常用的阴极材料（Al、Ti、Cu、不锈钢SS和石墨G）进行优化，可有效实现同步减污降耗，研究发现，在这些电极组合中，铝-石墨电絮凝（Al-G EC）表现出最低的Al3+残留量、电荷转移电阻及运行成本，Alb和Alc是Al-G EC体系中的主要铝絮凝物种。Al-G EC产生的絮体Zeta电位高于Al-Al EC，且具有更小的孔径，因而有利于As(V)吸附。石墨阴极较低的析氢反应活性（HER）可有效抑制电解过程中pH值快速上升，从而调控优势铝形态。Al-G EC污泥产量低、脱水性能优，有利于后续污泥处理。连续流实验进一步证实，Al-G EC在除砷效率、Al3+残留及运行成本方面均优于传统Al-Al EC。本研究提出的阴极调控铝电絮凝策略可实现水中多种类型含氧阴离子污染物（砷酸盐、磷酸盐、钼酸盐等）的高效去除，并同步降低运行成本与残留铝离子（Al3+）。
图1可见光强化钛电絮凝去除AEP机理及广谱磷污染物去除效果示意
图2阴极优化调控铝电絮凝除As(V)机理示意
上述研究成果以烟台大学为第一单位，吕建波教授为第一/通讯作者，研究工作得到了山东省自然科学基金和烟台大学博士启动基金等基金资助。
论文链接如下：
1.WR论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124465
2.JECE论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.116244
来稿时间：9月12日 审核：刘俞斌 责任编辑：刘运正
