電絮凝處理設備

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電絮凝氣浮工藝

電絮凝氣浮工藝是電解、絮凝和氣浮的結合。

一、電絮凝氣浮法的原理

在欲凈化的水中放置金屬鋁或鐵作陽極，在電解過程中由陽極上溶解而轉移到溶液中的三價鋁離子或二價鐵離子水解而成為分散雜質的有效絮凝劑。由電極的反應化學式表日月，由此在陽極上產生氧氣泡，在陰極上產生氫氣泡。

這些氣泡在上升時，就將懸浮物帶出水面，在水面上形成浮渣層；另一方面三價鋁離子(或二價鐵離子)及其水解聚合產物與懸浮雜質相互作用而發生絮凝。電絮凝氣浮法與通常的混凝法相比有很多優點：可省去投加任何化學混凝劑；電絮凝氣浮法沒有陰離子，也沒有雜質；電絮凝反應器所形成的電場，使顆粒間由原來的相互排斥變為吸引、聚結；電絮凝氣浮反應中生成的O2及H2氣浮的微小氣泡，吸附輕質懸浮顆?；蛟魉镔|，使之從水中分離出來；可以通過去除水中的懸浮物和選用特殊電極來達到去除細菌的效果。孫金勇等用電絮凝氣浮法處理生活廢水，研究發現在一定條件下，濁度去除率可達95%，COD去除率可達59%。該法與投加絮凝劑的化學凝聚法相比，可去除的污染物種類廣泛，反應迅速，適用PH范圍寬，而且沉渣密實、澄清效果好。廣泛適用于印染、染料化工、醫院、皮革、電鍍等行業的廢水處理。

二、電絮凝氣浮法技術分析

(1)電解氧化

電解過程中的氧化作用可以分為直接氧化，即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化；和間接氧化 ，利用溶液中的電極電勢較低的陰離子，例如 OH-、Cl- 在陽極失去電子生成新的較強的氧化劑的活性物質如[O]、[OH]、Cl2 等 。利用這些活性物質氧化分解水中的BOD5、COD、NH3-N等。

(2)電解還原
電解過程中的還原作用也可以分為兩類。一類是直接還原，即污染物直接在陰極上 得到電子而發生還原作用。另一類是間接還原，污染物中的陽離子首先在陰極得到電子，使得電解質中高價或低價金屬陽離子在陰極得到電子直接被還原為低價陽離子或金屬沉淀

(3)電解絮凝
可溶性陽極如鐵鋁等 ，通以直流電后，陽極失去電子，形成金屬陽離子Fe2+、Al3+ ，與溶液中的OH-結合生成高活性的絮凝基團，其吸附能力極強，絮凝效果優于普通絮凝劑，利用其吸附架橋和網捕卷掃等作用，可將廢水中的污染物質吸附共沉而將其去除。

(4)電解氣浮

電解氣浮是對廢水進行電解，水分子電離產生H+和OH-，在電場驅動下定向遷移，并在陰極板和陽極板表面分別析出氫氣和氧氣。新生成的氣泡直徑非常微小，氫氣泡約為10～30μm，氧氣泡約為20～60μm；而加壓溶氣氣浮時產生的氣泡直徑為100～150μm，機械攪拌時產生的氣泡直徑為800～1000μm。由此可見，電解產生的氣泡捕獲雜質微粒的能力比后兩者為高，且氣泡的分散度高，作為載體粘附水中的懸浮固體而上浮，這樣很容易將污染物質去除。電解氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物，也可以去除廢水中的親水性污染物。

三、電絮凝氣浮設備作用

電絮凝設備的電極板可根據去除物質的不同而選用不同的材料，產生強絮凝、強氧化、強還原、強氣浮等作用，以達到理想處理效果，經常應用的有鐵、鋁、鈦、石墨、二氧化鉛等。每種材料都有其適于應用的領域，電絮凝設備的設計和電極板的選擇是經過大量的研發試驗和豐富的工程實踐經驗而確定的。根據大量的試驗驗證電絮凝設備對于廢水中的各類雜質物質去除效果如下：

(1)油

含油污水根據其來源不同，水體中油污染物的成分和存在狀態也不同。油在污水水體中存在形式大致有以下5種：懸浮油、分散油、乳化油、溶解油、油—固體物。
其中，懸浮油、分散油、油-固體物均可通過簡單的機械分離或氣浮分離得到較好的去除。最難于處理的油的種類為乳化油，油在水中呈乳液狀，易形成O/W型乳化微粒，粒徑小于1μm，表面常常覆蓋一層帶負電荷的雙電層，體系較穩定，不易上浮于水面，較難處理。電絮凝設備利用其強電場的作用可以使帶電的乳化油微粒發生定向遷移，在電極板表面中和電核，實現脫穩聚合，同時電解產生的高效絮凝基團也可以非常好的破壞油滴的雙電層結構，實現破乳的作用，再協同反應產生的大量微氣泡破乳后的油滴氣浮去除，其去除率可達到90%以上。
從實踐經驗驗證，針對與油田采油污水及煉油廠含油污水，在進水油含量幾百——幾萬mg/L的情況下，出水均可以達到50mg/L以下。

(2)COD

工業污水中的有機物種類繁多，成分也非常復雜，根據不同行業其有機物種類各不相同。根據其溶解性的不同，可以分為溶解性有機物和非溶解性有機物，根據其可生化性又可分為易于生物降解有機物和難于生物降解有機物。
電絮凝技術對于高濃度、難于生化降解類有機物有較好的去除效果。
電絮凝技術利用高效電解絮凝作用，生成吸附性極強的高活性絮凝基團，對于非溶解性高分子有機物有較好的去除效果。同時，與電氣浮和電氧化作用相結合，可以進一步提高其對于有機物的去除率，尤其是對于難于生化降解的有機物，可以通過強氧化切斷化學鍵，提高有機物的可生化性，再結合生化處理方法可以達到充分降解COD的目的。
電絮凝技術針對于COD的去除率根據不同的水質情況，去除率一般在30%—80%。

(3)濁度、懸浮物

電絮凝技術因其高效的絮凝作用，對于水中的膠體顆粒和各種雜質顆粒均可實現非常好的吸附絮凝作用，使水中的微小顆粒聚合成較大絮團，形成的絮團比投加絮凝劑形成的絮團更大、更密實，從而利于沉降截留從水中分離。電絮凝技術處理出水結合沉淀、過濾技術可以使出水濁度控制在3NTU以下，若原水濁度非常高（>100NTU）,則只需簡單的改變運行參數即可，達到與處理較低濁度水時同樣的絮凝效果。
電絮凝技術對于濁度、懸浮物的去除率可達到90%以上。

(4) SiO2、膠體硅、有機硅

SiO2在達到過飽和狀態時即會從水中析出，往往其對于膜過濾系統造成的影響較大，因為析出的SiO2會粘附在膜表面，所以在膜的預處理過程中必需進行控制去除。
絮凝可以吸附SiO2從水中析出，一般的絮凝劑對于SiO2的去除率在30%—40%，電絮凝技術對于SiO2的去除率可以達到70%—90%

(5) 重金屬離子

一般廢水中重金屬離子主要為：鉻、鐵、錳等。
對于鐵、錳離子的去除，一般是采用曝氣法將鐵、錳離子轉化為高價氧化物和氫氧化物，使其由離子態轉化為不溶態從水中析出，再利用過濾除去。電絮凝技術在加電反應過程中使水中生成OH-離子，結合鐵、錳離子形成不溶物析出，再配合砂濾設備即可有效的去除水中的重金屬離子。去除率可達到80%-95%。
對于鉻離子的去除，主要是針對電鍍廢水中的Cr6+,由于Cr6+毒性較大，需先將其還原為毒性較低的Cr3+，再利用Cr3+與OH-中和沉淀去除。電絮凝技術電解產生二價Fe2+，其作為一種還原劑，可將水中的Cr6+充分轉化為低價態的Cr3+，再結合反應產生的OH-，生成沉淀物質分離去除。電絮凝技術對于鉻離子的去除率可達到90%以上。

(6) 色度

色度一般是由有機物中發色官能團引起的，如印染、染料行業廢水其色度非常高。電絮凝技術對于高色度水的去除有非常好的效果，其強氧化與強還原作用可以破壞有機物的發色官能團，降低水質的色度。電絮凝技術對于色度的去除率一般大于80%。

(7) 硬度

水中的硬度主要是指鈣、鎂離子。電絮凝技術在合適的pH值環境下可以使水中的鈣、鎂離子析出，絮凝沉淀分離。其對于總硬度的去除率可達到85%以上。

(8) 細菌、病毒

電絮凝技術利用極板間強電場作用和反應生成的強氧化性基團的氧化作用，去除殺滅水中的細菌和病毒，其去除率可達到80%以上。

四、電絮凝氣浮設備技術特點

· 投資費用低

· 運行費用低

· 維護維修費用低

· 無需添加任何化學藥劑

· 占地面積小

· 操作簡單，自動化程度高

· 設備處理時間短、處理效率高

· 適應廢水范圍廣，可處理多種污染物

· 設備處理產生污泥量少、污泥密實度高