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電絮凝的原理和技術特點

發布時間:2016-09-17 14:39:19      閱讀次數:6078
 (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,此時金屬陽極發生電化學反應,溶出AI3+或Fe2+等離子并在水解而發生混凝或絮凝作用,其過程和機理與化學混凝基本相同。

       采用AI作為陽極時電絮凝的基本原理主要反應分析如下:
       陽極主要是AI電解生成AI3+反應:
       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+   
  
       當采用Fe作為陽極時,陽極上發生與AI相似的金屬溶解的電化學反應,其反應如下
       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-  

       同時陽極發生H2O電解析出O 2的反應:
       2H2O      O2+4H++4e          

       在不同的PH條件下,金屬離子及其水解聚合產物可發揮壓縮雙電層、吸附中和及沉淀網捕作用。電極表面釋放出的微小氣泡加速了顆粒的碰撞過程,密度小時就會上浮而分離,密度大時則下沉而分離,有助于迅速去除廢水中的溶解態、懸浮態膠體化合物。陽極表面的直接電氧化作用對水中溶解性有機物和還原性無機物有很強的氧化能力,陰極釋放出的生態氫則具有較強的還原作用。

       通常,電化學反應器內進行的化學反應過程是極其復雜的。在電絮凝反應中同時發生了電絮凝、電氣浮和電氧化過程,水中的溶解性、膠體和懸浮態污染物在混凝、氣浮和氧化作用下均可得到有效轉化和去除。

       高壓脈沖電絮凝設備無需加藥的每個電解單元發生如下反應:
       a、除六價鉻
       陰極上發生還原反應,產生氫分子,并有二價及三價鐵析出。
       反應式如下:
       2H++2e→2H→H2

       此種新生態氫[H]具有很強的還原能力,將六價鉻還原成三價鉻,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
       金屬極板受電化學作用,以離子狀態溶于水中,電解過程中H+大量消耗,OH-逐漸增多,電解液逐漸變為堿性,(PH:7-9)并生成穩定氫氧化物沉淀。
       Cr 3++3OH-→ Cr (OH)3↓
       Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓
       Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓
        ……   

       c、除磷
       在電場中有機磷被氧化為無機磷,同時鐵極板受電化學作用析出的Fe2+被氧化成Fe3+和磷酸根反應沉淀,而且能與其它金屬形成共沉淀達到最好的除磷效果。
       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)電絮凝的主要技術特點
       1、自動程度高,操作方便簡單,維護容易,勞動強度低;
       2、因應水質、水量變化時,調整靈活,應變快速;
       3、以交流電直接供電(工業用電220V/380V/460V可直接供電),耗電少
       4、設備占地面積少,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、污泥產量少,約為傳統工藝的1/3;
       6、可通過調節極板組合、電壓強度、電流密度、PH值、電導率等而得到最佳處理效能;
       7、不受環境溫度變化影響,系統工作和出水水質能維持穩定;
       8、與其他工藝可靈活結合, 效能事半功倍。

       (3)電絮凝技術與傳統工藝的比較

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