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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:14655
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(yáng)極發(fā)生電化學(xué)反應,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(guò)程和機理與化學(xué)混凝基本相同。
采用AI作為陽(yáng)極時(shí)電絮凝的基本原理主要反應分析如下: 陽(yáng)極主要是AI電解生成AI3+反應:
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(yáng)極時(shí),陽(yáng)極上發(fā)生與AI相似的金屬溶解的電化學(xué)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(shí)陽(yáng)極發(fā)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(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(guò)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(yáng)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(wú)機物有很強的氧化能力,陰極釋放出的生態(tài)氫則具有較強的還原作用。
通常,電化學(xué)反應器內進(jìn)行的化學(xué)反應過(guò)程是極其復雜的。在電絮凝反應中同時(shí)發(fā)生了電絮凝、電氣浮和電氧化過(guò)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化和去除。
高壓脈沖電絮凝設備無(wú)需加藥的每個(gè)電解單元發(fā)生如下反應:
a、除六價(jià)鉻
陰極上發(fā)生還原反應,產(chǎn)生氫分子,并有二價(jià)及三價(jià)鐵析出。
反應式如下:
2H++2e→2H→H2
此種新生態(tài)氫[H]具有很強的還原能力,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(guò)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(chǎng)中有機磷被氧化為無(wú)機磷,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(yáng)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(shù)特點(diǎn)
1、自動(dòng)程度高,操作方便簡(jiǎn)單,維護容易,勞動(dòng)強度低;
2、因應水質(zhì)、水量變化時(shí),調整靈活,應變快速;
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,約為傳統工藝的1/3;
6、可通過(guò)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(huán)境溫度變化影響,系統工作和出水水質(zhì)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(shù)與傳統工藝的比較
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