電絮凝

當(dāng)前位置: 首頁核心技術(shù)電絮凝

電絮凝的原理和技術(shù)特點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間:2016-09-17 14:39:19      閱讀次數(shù):14765

電絮凝的原理和技術(shù)特點(diǎn)
 (1) 電絮凝的原理
       將金屬電極(鋁或鐵)置于被處理的水中,后通以直流電,此時(shí)金屬陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),溶出AI3+或Fe2+等離子并在水解而發(fā)生混凝或絮凝作用,其過程和機(jī)理與化學(xué)混凝基本相同。

       采用AI作為陽極時(shí)電絮凝的基本原理主要反應(yīng)分析如下:
    陽極主要是AI電解生成AI3+反應(yīng):

       AI       AI3++3 e            
   
       在堿性條件下:
       AI3++ 3OH-     AI(OH)3    
       
       在酸性條件下:
       AI3++ 3H2O    AI(OH)3+3H+   
  
       當(dāng)采用Fe作為陽極時(shí),陽極上發(fā)生與AI相似的金屬溶解的電化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)如下
       Fe   Fe2++2e           
    
       在堿性條件下:
       Fe2++2OH-      Fe(OH) 2    
       
       在酸性條件下:
       4Fe2++O2+2H2O      4Fe3++ 4OH-  

       同時(shí)陽極發(fā)生H2O電解析出O 2的反應(yīng):
       2H2O      O2+4H++4e              在不同的PH條件下,金屬離子及其水解聚合產(chǎn)物可發(fā)揮壓縮雙電層、吸附中和及沉淀網(wǎng)捕作用。電極表面釋放出的微小氣泡加速了顆粒的碰撞過程,密度小時(shí)就會(huì)上浮而分離,密度大時(shí)則下沉而分離,有助于迅速去除廢水中的溶解態(tài)、懸浮態(tài)膠體化合物。陽極表面的直接電氧化作用對(duì)水中溶解性有機(jī)物和還原性無機(jī)物有很強(qiáng)的氧化能力,陰極釋放出的生態(tài)氫則具有較強(qiáng)的還原作用。


       通常,電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程是極其復(fù)雜的。在電絮凝反應(yīng)中同時(shí)發(fā)生了電絮凝、電氣浮和電氧化過程,水中的溶解性、膠體和懸浮態(tài)污染物在混凝、氣浮和氧化作用下均可得到有效轉(zhuǎn)化和去除。

       高壓脈沖電絮凝設(shè)備無需加藥的每個(gè)電解單元發(fā)生如下反應(yīng):
       a、除六價(jià)鉻
       陰極上發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生氫分子,并有二價(jià)及三價(jià)鐵析出。
       反應(yīng)式如下:
       2H++2e→2H→H2

       此種新生態(tài)氫[H]具有很強(qiáng)的還原能力,將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,然后以氫氧化鉻沉淀去除。
       Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
       CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O
       Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓
       Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓

       b、除重金屬離子
       金屬極板受電化學(xué)作用,以離子狀態(tài)溶于水中,電解過程中H+大量消耗,OH-逐漸增多,電解液逐漸變?yōu)閴A性,(PH:7-9)并生成穩(wěn)定氫氧化物沉淀。
       Cr 3++3OH-→ Cr (OH)3↓
       Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓
       Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓
        ……   

       c、除磷
       在電場中有機(jī)磷被氧化為無機(jī)磷,同時(shí)鐵極板受電化學(xué)作用析出的Fe2+被氧化成Fe3+和磷酸根反應(yīng)沉淀,而且能與其它金屬形成共沉淀達(dá)到最好的除磷效果。
       Fe3++PO43-→FePO4↓

       d、混凝作用除SS
       可溶性金屬極板在陽極上解離出的Fe2+與水溶液中離子作用,生成的Fe(OH)3。反應(yīng)式如下:
       Fe2++2OH-→Fe(OH)2
       4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3

       (2)電絮凝的主要技術(shù)特點(diǎn)
       1、自動(dòng)程度高,操作方便簡單,維護(hù)容易,勞動(dòng)強(qiáng)度低;
       2、因應(yīng)水質(zhì)、水量變化時(shí),調(diào)整靈活,應(yīng)變快速;
       3、以交流電直接供電(工業(yè)用電220V/380V/460V可直接供電),耗電少
       4、設(shè)備占地面積少,約0.5m2/CMD(約僅占一般生化處理的1/5);
       5、投資成本較低、使用范圍廣、污泥產(chǎn)量少,約為傳統(tǒng)工藝的1/3;
       6、可通過調(diào)節(jié)極板組合、電壓強(qiáng)度、電流密度、PH值、電導(dǎo)率等而得到最佳處理效能;
       7、不受環(huán)境溫度變化影響,系統(tǒng)工作和出水水質(zhì)能維持穩(wěn)定;
       8、與其他工藝可靈活結(jié)合, 效能事半功倍。

       (3)電絮凝技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的比較