电絮凝的原理、结构及用途

电絮凝的原理、结构及用途一、电絮凝技术介绍三、电絮凝技术的应用二、电絮凝的原理四、电絮凝技术的工艺流程五、电絮凝的优点分析一、电絮凝技术介绍一、电絮凝技术介绍•沉淀法、筛滤法、气浮法、反渗透法等物理法•中和法、氧化还原法、混凝法、吸附法、电解池法、电渗析法等化学法•活性污泥法、生物接触氧化法等生物法电絮凝技术二、电絮凝技术的原理铝阳极Al－3e→Al3+(2)在酸性条件下Al3++3H2O→Al(OH)3+3H+(1)在碱性条件下Al3++3OH-→Al(OH)3铁阳极Fe－2e→Fe2+(1)在碱性条件下Fe2++2OH－→Fe(OH)2(2)在酸性条件下4Fe2++O2+2H2O→4Fe3++4OH－水的电解阳极：2H2O－4e→O2+4H+阴极：4H2O+4e→2H2+4OH－•思考：在电絮凝反应过程中可能涉及到上述处理方法中的哪几种？答案：电絮凝可以一次完成氧化，还原，絮凝，气浮的过程。（沉淀，中和）1、电解氧化•氧化作用：1、直接氧化2、间接氧化。•直接氧化：污染物直接在阳极失去电子而发生氧化•间接氧化：利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如OH-、Cl-在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质如[O]、[OH]、Cl2等。2、电解还原•还原作用：1、直接还原2、间接还原•直接还原：污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。•间接还原：污染物中的阳离子首先在阴极得到电子，使得电解质中高价或低价金属阳离子在阴极得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。3、电解絮凝•可溶性阳极如铁铝等，通以直流电后，阳极失去电子，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与溶液中的OH-结合生成高活性的絮凝基团，其吸附能力极强，絮凝效果优于普通絮凝剂，利用其吸附架桥和网捕卷扫等作用，可将废水中的污染物质吸附共沉而将其去除。4、电解气浮•电解气浮是对废水进行电解，水分子电离产生H+和OH-，在电场驱动下定向迁移，并在阴极板和阳极板表面分别析出氢气和氧气。•加压溶气气浮气泡直径为100～150μm；•机械搅拌气泡直径为800～1000μm。•电解气浮氢气泡约为10～30μm，氧气泡约为20～60μm；•电解气浮既可以去除废水中的疏水性污染物，也可以去除废水中的亲水性污染物。三、电絮凝技术的应用三、电絮凝技术应用•电絮凝技术自20世纪初就已开始应用于废水处理中。近年来，国内外电絮凝正逐步应用于电镀、化工、印染、制药、制革、造纸等多种工业废水的处理，它可以有效去除工业废水中的重金属，色度，有机物等。•电絮凝设备的电极板可根据去除物质的不同而选用不同的材料，产生强絮凝、强氧化、强还原、强气浮等作用，以达到最佳处理效果，经常应用的有铁、铝、钛、石墨、二氧化铅等。每种材料都有其适于应用的领域，电絮凝设备的设计和电极板的选择是经过大量的研发试验和丰富的工程实践经验而确定的。1、电絮凝法除油悬浮油分散油油—固体物乳化溶解油含油废水机械分离、气浮分离呈油状O/W型乳化微粒粒径小于1μm表面覆盖双电层体系稳定，难处理电絮凝法•电絮凝设备利用其强电场的作用可以使带电的乳化油微粒发生定向迁移，在电极板表面中和电核，实现脱稳聚合，同时电解产生的高效絮凝基团也可以非常好的破坏油滴的双电层结构，实现破乳的作用，再协同反应产生的大量微气泡破乳后的油滴气浮去除，•去除率可达到90%以上。2、电絮凝法除COD•电絮凝技术利用高效电解絮凝作用，生成吸附性极强的高活性絮凝基团，对于非溶解性高分子有机物有较好的去除效果。•与电气浮和电氧化作用相结合，可以进一步提高其对于有机物的去除率，尤其是对于难于生化降解的有机物，可以通过强氧化切断化学键，提高有机物的可生化性，再结合生化处理方法可以达到充分降解COD的目的。•去除率一般在30%—80%3、电絮凝法除浊度、悬浮物•吸附絮凝作用，使水中的微小颗粒聚合成较大絮团，形成的絮团比投加絮凝剂形成的絮团更大、更密实，从而利于沉降截留从水中分离•电絮凝技术处理出水结合沉淀、过滤技术可以使出水浊度控制在3NTU以下，若原水浊度非常高（100NTU）,则只需简单的改变运行参数即可，达到与处理较低浊度水时同样的絮凝效果。•去除率可达到90%以上。4、电絮凝法除SiO2等•SiO2在达到过饱和状态时即会从水中析出，往往其对于膜过滤系统造成的影响较大，因为析出的SiO2会粘附在膜表面，所以在膜的预处理过程中必需进行控制去除。•一般的絮凝剂对于SiO2的去除率在30%—40%，电絮凝法的去除率可以达到70%—90%。5、电絮凝法除重金属离子•曝气法将铁、锰离子转化为高价氧化物和氢氧化物，使其由离子态转化为不溶态从水中析出，再利用过滤除去•电絮凝技术在加电反应过程中使水中生成OH-离子，结合铁、锰离子形成不溶物析出，再配合砂滤设备即可有效的去除水中的重金属离子。•去除率可达到80%-95%•电絮凝技术电解产生二价Fe2+，其作为一种还原剂，可将水中的Cr6+充分转化为低价态的Cr3+，再结合反应产生的OH-，生成沉淀物质分离去除。•去除率可达到90%以上。6、电絮凝法降色度•色度一般是由有机物中发色官能团引起的，如印染、染料行业废水其色度非常高。•电絮凝技术对于高色度水的去除有非常好的效果，其强氧化与强还原作用可以破坏有机物的发色官能团，降低水质的色度。•降低率一般大于80%。7、电絮凝法降硬度•水中的硬度主要是指钙、镁离子。电絮凝技术在合适的pH值环境下可以使水中的钙、镁离子析出，絮凝沉淀分离。•去除率可达到85%以上。8、电絮凝法杀菌•细菌、病毒电絮凝技术利用极板间强电场作用和反应生成的强氧化性基团的氧化作用，去除杀灭水中的细菌和病毒。•去除率可达到80%以上。四、电絮凝的工艺流程四、电絮凝的工艺流程废水综合废水池•稳定废水水质pH调整池•调节PH2~5电凝机•电化学反应快混池•调节pH8~10慢混池•高分子絮凝剂沉淀池•固液分离上清液过滤污泥污泥浓缩池板框压滤机污泥存储斗再利用五、电絮凝的优点分析五、电絮凝的优点分析•可去除的污染物广泛；•适用的PH范围广；•所形成的沉渣密实，澄清效果好，产生的污泥量少，污泥含水量低。•不需添加化学药剂。•可控性强：只需改变外电场的电压就可控制运行条件。•投资费用低，运行费用低，维护维修费用低，占地面积小。•处理时间短，处理效率高。总结•电絮凝是一项很有发展前途的废水处理与净化技术。•电絮凝技术设备简单，产泥量小，操作简单，不会产生二次污染，可以有效去除水中各种污染物。•国内外正逐步应用于电镀、印染、制药等多种工业废水的处理以及给水净化等领域。•对于应用中存在的能耗较高的问题，可以通过改进电源、利用新型电极、与其他技术联用解决。