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电絮凝在废水处理中的应用

发布时间:2021-2-26 16:19:35  中国污水处理工程网

  电絮凝具有效率高、污泥产量小、不需要外加化学药剂、设备简单、操控维护方便、易于自动化控制等优点,被广泛应用在去除废水中重金属、油、颗粒物、有机物等方面。

  1、电絮凝处理废水作用机理

  在外接直流电场的作用下,阳极在溶液中氧化溶解产生铝离子或铁离子,这些金属离子在适宜pH下水解,产生一系列相应的水解产物,这些水解产物有优良的絮凝效果,可以通过压缩双电层、吸附架桥、网捕卷集等作用将污染物聚集再进行固液分离;同时还会发生电解氧化还原、电解气浮等其他作用。

  2、电絮凝处理废水的影响因素

  2.1 极板

  铁极板产生的絮体小而密实,沉降快速,但出水常显黄色,断电时铁极板易继续锈蚀。而铝极板产生的絮体大而松散,沉降缓慢,但不产生色度且吸附能力强。

  极板间距也会影响絮凝剂生长和后续絮凝效果。李智等在研究电絮凝处理反渗透浓水时发现,极板间距为电絮凝去除COD的主要影响因素。极板间距过大,会导致电解效率低,浓差极化增加;极板间距过小,易发生短路和絮团在极板间的堵塞,降低极板的有效电解面积。

  2.2 电流密度

  在一定范围内,电流密度大,絮凝剂产生量就多,电絮凝效率就高。然而,电流密度过大易引起电极过度极化,加速电极钝化,增加极板和电能消耗而不提高处理效率。

  2.3 pH

  pH过低或过高都不利于絮凝剂的生成,聚铁、聚铝在中性或弱碱性(pH在6~9)条件下,分别形成无定型:[Al(H2O)3]和无定型Fe(OH)3,其吸附能力强,混凝效果好。

  2.4 电解时间

  电解时间如果小于最佳反应时间则会导致电絮凝过程未产生足够的羟基配合物与目标污染物反应或两者未有充足的反应时间,此时处理效果会大大降低。而超过最佳反应时间时,去除率基本不变,但是能耗增加。

  3、电絮凝处理废水的应用

  3.1 电絮凝处理重金属废水

  李萌等采用以铝管为电极的电絮凝法去除电镀废水中重金属离子,结果表明,初始铜离子质量浓度41.05mg/L,镍离子质量浓度8.70mg/L,在最佳条件下,废水中的Cu2+和Ni2+的去除率可以达到98.98%、95.29%,电耗为6kW·h/m3。

  Akbal等发现,当采用Fe-Al作为电极时,最佳条件下,废水中的Cu2+、Cr6+及Ni2+的去除效率均能达到100%,电耗为10.07kW·h/m3,电极材料消耗为1.08kg/m3。

  3.2 电絮凝处理含磷废水

  程笑婕等采用电絮凝除磷,结果表明,原水中磷质量浓度8mg/L,脉冲电流密度为16.07A/m2,占空比为89.02%,电极间距为1.98cm,此条件下磷去除率达78.67%,电耗为0.023kWh/m3。

  3.3 电絮凝处理染料废水

  LiuHuijuan等采用铝板处理酸性红-14染料废水,最佳条件下COD和色度的去除率分别可达85%、95%。

  3.4 电絮凝处理含油废水

  M.Aoudjehane等以铁板为阳极处理油乳胶,最佳条件下,COD、SS的去除率分别达到72%、98%,耗电量为0.54kW·h/m3。

  张国辉等采用电絮凝处理乳胶漆废水,结果表明,乳胶漆废水水质指标COD为6280mg/L,SS质量浓度21000mg/L,最佳条件下,COD去除率可达06%,悬浮物去除率可达99.77%。

  4、结论

  电极材料、电流密度、pH、电解时间等因素主要通过控制絮体的形态和数量、电解氧化还原反应的进程进而影响电絮凝的处理效果。电絮凝产生的絮凝剂活性高、效果好,设备操控简单,产泥量低。但由于废水种类众多,差异较大,为保证电絮凝处理效果,需针对性地进行电絮凝试验,摸索最佳的工艺参数。(来源:浙江省机电设计研究院有限公司)

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