水污染综合解决方案

电絮凝技术介绍

时间:2020-04-18 15:02 发布者:上海鼎效环境

        电絮凝法处理废水是利用铝或铁阳极溶出,原位生成高活性的多形态聚铝或聚铁絮凝剂,将水体中污染物微粒聚集成团并沉降或气浮分离的除污工艺。电絮凝法具有效率高、泥量小并易于固液分离、无需外加药剂、二次污染少、操控和设备维护简单、易于自动控制和最终出水中总溶固(TDS)小等优势,现已逐渐成为处理重金属、氟离子以及染料等无机、有机废水的有效方法。电絮凝技术的历史久远,1889 年伦敦首先建成电絮凝法处理海水与电解废液的车间。1906 年,电絮凝技术首先被德国人A. E. Dietrich 在美国申请专利,并用于船舱污水的处理。由于早期电絮凝技术水平低、能耗高、处理废水种类少,因此在以后很长的时间内未得到广泛应用。近年来,随着工业废水类型的日益复杂和对小型高效废水处理集成设备的需求增加,电絮凝技术逐渐成为研究热点,其中对电絮凝剂原位生成及其絮凝机理的深入解析,各种因素对絮凝效率及电极极化和钝化的影响机制,电絮凝法对更多类型废水处理的尝试,以及电絮凝技术耦合电气浮等物化工艺提高整体处理效率等是该领域主要的研究方向。
1 电絮凝技术处理废水的原理
        电絮凝法是将络合吸附与氧化还原、酸碱中和、气浮分离结合起来的废水处理工艺。带正电的絮凝剂与污染物颗粒通过静电引力和范德华力,络合聚集成团,生成可沉降的絮凝体而去除。有机分子可通过阳极氧化分解成小分子而易于被絮凝剂吸附,染料和溶解态的金属离子则可通过阴极的电还原沉积作用与水体分离。废水呈碱性时,阳极溶出产生的金属离子经水解和络合作用消耗了废水中过多的 OH-,使pH 下降;而对于酸性废水,金属氢氧化物和阴极电解水产生的 OH- 能消耗废水中H+,使pH 上升,因而,电絮凝有中和酸碱的作用。另外,当处理含油废水等形成的絮体微轻、难沉降时,还可利用阴极析氢或耦合后续电气浮工艺,由电解水产生的O2 和H2(直径不超过60 μm,远小于加压气泡粒径)在上浮过程中将微轻絮体带至水面达到分离目的,而该过程无需外投PAM 等试剂和处理絮凝污泥。电气浮还兼具一定电氧化去除COD 的功能。电絮凝法是一个复杂的物化技术,其核心内容是絮凝剂的生成。对于Al 阳极,电解产生的Al3+在水中迅速以水合离子Al(IH2O)6 3+的形态存在,随后很快水解失去H+ ,形成一系列单核络合物,如 Al(H2O)5OH2+、Al(H2O)4(OH)2+ 、Al(H2O)3(OH)3 等。由于羟基铝离子增多,剩余孤对电子,羟基配位能力未饱和,可与另一个铝离子逐渐聚合为羟基桥联结构,形成两个羟基键桥,从而由单核铝的络合物缓慢聚合成表面富含羟基的多核高分子网状聚合物 Alm(H2O)x(OH )n(3m-n) ,如Al2(H2O)8(OH)24+ 、 Al16(H2O)24(OH)3612+ 等,并最终转化成无定形的〔Al(OH)3n 絮凝剂。另外,还发现超过45 种单价铝核阴离子(Al1~12) 和9 种多价铝核阴离子(Al10~32),而铝絮凝剂的聚合度最多可达32 个铝。另外,除上述高分子网状聚合物Alm(H2O)x(OH) n (3m-n)外,还会生成一些氧化铝合氢氧根的大分子聚合物,如Al13O4(OH)24 7+等,或当水体中含有NaCl 电解质时,还会生成一些被NaCl 分子包覆的絮凝剂如〔Al2(OH)3(H2O)3•205NaCl〕3 + 、〔Al3(OH)6 (H2O)8• 2.00NaCl〕3+等。
2.流程图


3.和其他相关技术的想对比



4.适用的废水
    (1)油田采油污水处理;

    (2)炼油厂含油污水处理;

    (3)高浓度难降解COD污水处理;

    (4)钢铁厂含油乳化液处理;

    (5)工业循环水排污水处理;

    (6)电镀废水处理;

    (7)造纸废水处理;

    (8)印染废水处理;

    (9)纺织废水处理;

    (10)金属加工废水处理。
5.电絮凝设备优点
    1、电絮凝工艺在重金属废水破络处理、含油废水破乳除油、印染废 水脱色降COD、提高难降解有机废水的可生化性、细小悬浮颗粒的脱稳沉降等方面,具有其他水处理工艺不可替代的优势;
    2、由于不用加药,电絮凝工艺产生的污泥量通常比其它处理工艺少40%,污泥密实度高,从而大大降低了污泥的处置费;
    3、设备自动化程度高,操作简单,对操作人员的要求很低,运行平稳,处理效率高,出水水质稳定;
    4、电絮凝处理工艺在项目投资方面与其它处理工艺的项目投资基本相当,但通常电絮凝处理工艺运行成本仅为其它处理工艺运行成本的1/3左右;
    5、电絮凝法产生的氢氧化物比化学法絮凝剂的活性高,凝聚吸附能力强处理效果好,所需金属离子的量只有化学混凝法的1/3左右,并且不会因向水中投加药剂而使水中阴离子含量增加;
    6、电絮凝处理设备设计紧凑,占地面积小,仅为化学法处理设施占地面积的1/5。





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