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一、技术简介


电絮凝净水工艺是一项先进科学的水处理技术,在我国已有三十多年的应用过程。其主要作用:在给水处理中单独或作为其它净水设备的预处理,可以起到除浊脱色、去水藻、除氟、除铁和其它一些重金属离子、还有杀菌消毒的作用;在排水处理中起到絮凝沉淀、脱色降解BOD5、COD、NH3-N等,特别是一些高难度废水处理,它有着无可比喻的效果,目前在油田油井压裂返排液回注水处理上得到应用。由于它是一个综合电化学反应过程,应用领域特别广泛。本公司在十多年的实践应用中,研制开发了一种新型超快速倒极脉冲电源装置,彻底解决了以往电极短时间内严重结垢钝化现象。同一电源可实现一组或多组供电,大大降低能耗。设计输入电压为380伏或220伏,输出电压为小于36伏直流电。所以电絮凝净水技术目前正被越来越多的同行和用户所接受和应用。



二、基本原理


利用电化学方法产生多种电化学反应,主要包括电氧化、电还原、电絮凝、电气浮;


1、电氧化


电氧化过程中的氧化作用可以分为直接氧化,即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化;和间接氧化,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如活性物质Cl2等。利用这些活性物质使污染源失去电子,氧化分解,以降低原液中的BOD5、COD、NH3-N等。


2、电还原


电还原过程中的还原作用也可以分为两类。一类是直接还原,即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。另一类是间接还原,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、电絮凝


可溶性阳极例如铁铝等,通以直流电后,阳极失去电子后,形成金属阳离子Fe2+、Al3+,与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂,吸附能力强,将废水中的污染物吸附共沉而去除。


4、电气浮


电气浮是对废水进行电凝,当电压达到水的分解电压时,在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡直径很小,分散度高,作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮;这样很容易将物质去除。电气浮既可以去除废水中的疏水性物质,也可以去除废水中的亲水性污染物。


三、高压脉冲电絮凝在电镀废水中的应用


1、还原反应可去除Cr6+、色度


阴极上发生还原反应,产生氢分子。


2H++2e→2〔H〕→H2↑


此种新生态〔H〕具有很强的还原能力,可将六价铬还原成三价铬,并以氢氧化铬沉淀去除。对于许多以氧化态成分为主的色素染料可将其还原为无色物质,而将废水中色度去除。


Cr2O72-+6e+14H+→2Cr3++7H2O


CrO42-+3e+8H+→Cr3++4H2O


Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓


2、除重金属离子


重金属离子与电解水中的OH-生成金属氢氧化物,形成固态沉淀。


Cu2++2OH–→Cu(OH)2↓


Ni2++2OH–→Ni(OH)2↓


Cd2++2OHˉ→Cd(OH)2↓


Zn2++2OH–→Zn(OH)2↓


3、氧化反应可去除COD及CN-


阳极板主要反应:


Fe-2e→Fe2+


4OH–-4e→2H2O+2〔O〕→2H2O+O2↑


阳极产生的新生态〔O〕具有很强的氧化能力,可以氧化水中有机或无机化合物,去除水中的COD。阳极上由于放出新生态〔O〕作为氧化剂,氧化CN—,将氰根破除。


CN—+2OH-+2e→CNOˉ+H2O


2CNO-+4OH-+6e→2CO2+N2↑+H2O


4、除磷


铁极板受电化学作用析出的Fe2+被氧化成Fe3+和磷酸根反应沉淀,而且能与其它金属形成共沉淀,达到最好的除磷效果。


Fe3++PO43-→FePO4↓


5、混凝作用去除SS


金属极板在阳极板上离解出Fe2+与氧反应生成Fe3+,产生Fe(OH)3沉淀。


Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓


4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓


上述反应产生的Fe(OH)3活性很强,能与水中有机和无机杂质凝聚产生胶体,以除去废水中的悬浮物,比铝盐、铁盐之混凝剂对废水中的悬浮物以及难于沉淀的细微离子等凝聚去除的效果更好。


6、浮除作用去除油脂和胶体


在电凝过程中,阳极与阴极表面不断产生氧气和氢气,并以微细气泡逸出,可以粘附于废水中的絮状物及油类物,令其密度变小而浮至水面,产生气浮作用。它比传统气浮法用释放器溶气水产生的气泡微小,效果更强。



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