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电絮凝是一种对环境二次污染较小的废水处置技术。电化学学科和电力工业的开展使电絮凝用于废水处置的本钱大大降低,竞争力不时加强。电絮凝法处置废水,通常不需求添加化学药剂,设备体积小,占空中积少,操作简单灵敏,污泥量少,后续处置简单。电絮凝能够有效去除污水中的重金属,阴离子,色度,有机物,悬浮固体以至砷等有毒物质。近年来在国内外正逐渐应用于电镀、化工、印染、制药、制革、造纸等多种工业废水处理以及给水净化等范畴。
1电絮凝技术原理
铝材和铁材由于价廉,易得和有效性而成为最常用的电絮凝极板资料。以铝做电极资料为例,阐明电絮凝技术原理,电极反响如下:
阳极反响:
Al-3e-→Al3 (1)
Al3 nH2O→Al(OH)n3-n nH (2)
阳极反响:
3H2O 3e-→3/2H2(g) 3OH-(3)
可溶性阳极在通入电流作用下,溶解产生大量阳离子,阳离子经过水解、聚合构成一系列多核羟基络合物和氢氧化物,这些产物吸附才能很强,起到凝聚、吸附等作用。电解过程中,阳极和阴极上产生的氧气和氢气,黏附性能很强,在其上浮过程中将悬浮物带到水面上。在电流作用下,还会发作电解氧化复原反响。影响电絮凝对水的处置效果主要包括电极资料,电流密度,反响时间,极板间距,原水pH值等。
2电絮凝用于水处置
2.1电絮凝用于工业废水处置
电絮凝技术自20世纪初就已开端应用于废水处置中。近年来,国内外电絮凝正逐渐应用于电镀、化工、印染、制药、制革、造纸等多种工业废水的处置,它能够有效去除工业废水中的重金属,色度,有机物等。
2.1.1对重金属离子的去除
当含有重金属离子的工业废水中未被处置而直接排放时,容易被植物和鱼类吸收,这将经过食物链最终在人体内积聚。电絮凝能够有效去除水中的重金属离子。F.Akbal等[5]应用铁—铝电极能有效处置电镀废水,反响时间为20min,电流密度为10mA/cm2,pH为3.0时,铜、铬和镍的去除率到达100%。M.S.Bhatti等用铝做电极资料处置初始浓度为100mg/L的含Cr(VI)废水,当pH为5,电压为24V,反响24min,Cr(VI)的去除率到达90.4%。M.Kobya等应用铁电极对汽车组装厂废水实行处置,电流密度为60A/m2,pH为3.0,反响15min后,锌的去除率到达97.8%。
2.1.2电絮凝对色度的去除
纺织废水、造纸废水和制革废水都有很高色度,对其实行有效处置有着重要意义。M.Zaied等在初始pH为7,反响时间为50min,电流密度为14mA/cm2的最佳条件下对造纸黑液实行处置,色度、COD和酚类的去除率分别为99%、98%和92%。
S.Aoudj等应用电絮凝办法处置含直接红81的合成废水,原水pH为6,电流密度为1.875mA/cm2,极板间距为1.5cm,参加NaCl电解质,色度去除率为98%。.A.engil等应用铁电极处置含活性黑5的合成废水,染料初始浓度为100mg/L,当初始pH值为5,电流密度为4.575mA/cm2,盐浓度为3000mg/L,温度为20℃,极板间距为2.5cm,色度去除率为98.8%。
2.1.3电絮凝对有机物的去除
U.T.Un等用电絮凝对练油废水实行处置,铝做电极资料,pH为7,反响时间90min,电流密度35mA/cm2时,COD去除率为98.9%。M.Kobya等用电絮凝处置废旧金属切割液,铝做电极资料时,pH为5.0,电流密度为60A/m2,反响25min,COD去除率为93%。
2.2电絮凝用于给水处置
饮用水中的氟化物,砷化合物,硬度,腐植酸等物质对人体产生危害。我国规则生活饮用水中氟的浓度不超越1.0mg/L。M.Behbahani等用铝做电极资料,在原水pH为7,初始氟化物浓度为25mg/L,电流密度为16.7A/cm2,反响25min,氟化物浓度去除率为94.5%。D.Ghosh等发现极板双极衔接对氟化物的去除优于单极衔接,初始氟化物浓度为10mg/L,电流密度为625A/m2,反响30min,出水氟化物浓度低于1mg/L。N.S.Kumar等研讨了动态实验下电絮凝对水源中砷和硝酸盐的去除状况,硝酸盐和砷去除率分别到达84%和75%。M.Malakootian等人应用铁棒做电极资料,在pH为10,电压为12V,反响60min后,对钙和总硬度的去除率分别到达98.2%和97.4%。冯启言等应用电絮凝去除地表水中的腐植酸,铝做电极资料,在电流密度为47.6A/m2,极板间距为1.0cm,腐植酸浓度从20mg/L去除至0.43mg/L,去除率到达97.8%。
2.3电絮凝用于生活污水处置
电絮凝能够有效处置生活污水中的N和P。陈男等应用电絮凝法处置兼并净化槽出水,铝做电极资料时出水色度较低,当极板间距为2cm,电流密度为4mA/cm2,反响10min后,出水TP浓度<0.1mg/L,契合我国污水综合排放一级规范。杨毅等应用电絮凝处置城镇生活污水,铝板为阳极,不锈钢板为阴极,pH为6.7~9之间,电解30min,电流密度为0.25~0.60A/dm2时,COD、SS和色度去除率分别为70%、70%和80%以上,出水COD到达城镇污水二级污水排放规范。
3电絮凝技术的研讨方向
限制电絮凝普遍应用的主要缘由是能耗较高,电极耗费快,招致运转本钱较高,可从以下方面对此的问题实行研讨。
3.1改良电源技术
直流电絮凝电极在长时间工作后容易钝化从而招致能耗高。脉冲电经过反复实行供电与断电,电解效率得到大幅进步,能耗大大降低。林辉等应用脉冲电絮凝法处置餐饮废水,发现脉冲电解能够有效消弭铝电极钝化现象,到达相同去除率时,脉冲电絮凝比直流电絮凝节能30%。陈意民等人以铝作阳极采用脉冲电絮凝技术对难降解染料废水实行处置,脉冲电絮凝技术相比于直流电絮凝,在处置难降解染料废水中有着明显的节能优势,单脉冲和双脉冲电絮凝的能耗分别降低84%和87%。
3.2新型电极的应用
相比传统的二维电极,三维电极增加了电解槽的面体比,增大物质传质速度,进步电流效率和处置效果。程爱华等应用三维电极电解法处置偶氮染料废水,填料为全炭,电压为30V,电解质(Na2SO4)浓度为0.01mol/L,pH值为8,反响60min后,甲基橙的脱色率可达93%。吴薇等应用复极性三维电极去除外表活性剂废水,混合填料是活性炭和玻璃珠,两者体积比为2∶1,LAS初始浓度为250mg/L,pH为2,电压为30V,反响时间60min,LAS去除率可达90.6%。
3.3与其他技术的联用
M.Boroski等联用电絮凝和TiO2催化处置化装品与药品公司出水,电絮凝能去除大局部溶解性有机物和悬浮物,原水COD为1753mg/L,电絮凝处置后出水COD为160mg/L,再经TiO2催化氧化后出水COD为50mg/L。ShuangSong等应用臭氧化和电絮凝结合处置偶氮废水,染料初始浓度为100mg/L,初始pH值为5.5,电流密度为10mA/cm2,盐浓度为5000mg/L,温度20℃,臭氧流量20mL/min,电极间距为1cm状况下,色度和COD去除率分别到达94%和60%,去除每千克COD耗能33kWh。QianhaiZuo等联用电絮凝和电气浮能有效去除饮用水中的氟,水力停留时间仅为30min,当初始pH为6.0~7.0时不需改动pH值,当初始氟浓度为4.0mg/L时,出水氟浓度为0.87mg/L。
4结论
电絮凝是一项很有开展出路的废水处置与净化技术。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,能够有效去除水中各种污染物。国内外正逐渐应用于电镀、印染、制药等多种工业废水的处置以及给水净化等范畴。关于应用中存在的能耗较高的问题,能够经过改良电源、应用新型电极、与其他技术联用处理。