電絮凝氣浮工藝

電絮凝氣浮工藝是電解、絮凝和氣浮的結(jié)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(zhuǎn)移到溶液中的三價(jià)鋁離子或二價(jià)鐵離子水解而成為分散雜質(zhì)的有效絮凝劑。由電極的反應(yīng)化學(xué)式表明，由此在陽極上產(chǎn)生氧氣泡，在陰極上產(chǎn)生氫氣泡。

這些氣泡在上升時(shí)，就將懸浮物帶出水面，在水面上形成浮渣層；另一方面三價(jià)鋁離子(或二價(jià)鐵離子)及其水解聚合產(chǎn)物與懸浮雜質(zhì)相互作用而發(fā)生絮凝。電絮凝氣浮法與通常的混凝法相比有很多優(yōu)點(diǎn)：可省去投加任何化學(xué)混凝劑；電絮凝氣浮法沒有陰離子，也沒有雜質(zhì)；電絮凝反應(yīng)器所形成的電場(chǎng)，使顆粒間由原來的相互排斥變?yōu)槲?、聚結(jié)；電絮凝氣浮反應(yīng)中生成的O₂及H₂氣浮的微小氣泡，吸附輕質(zhì)懸浮顆?；蛟魉镔|(zhì)，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(dá)到去除細(xì)菌的效果。孫金勇等用電絮凝氣浮法處理生活廢水，研究發(fā)現(xiàn)在一定條件下，濁度去除率可達(dá)95%，COD去除率可達(dá)59%。

該法與投加絮凝劑的化學(xué)凝聚法相比，可去除的污染物種類廣泛，反應(yīng)迅速，適用PH范圍寬，而且沉渣密實(shí)、澄清效果好。廣泛適用于印染、染料化工、醫(yī)院、皮革、電鍍等行業(yè)的廢水處理。

電解示意圖：                        

二、電絮凝氣浮法技術(shù)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(fā)生氧化；和間接氧化 ，利用溶液中的電極電勢(shì)較低的陰離子，例如 OH^-、Cl^- 在陽極失去電子生成新的較強(qiáng)的氧化劑的活性物質(zhì)如[O]、[OH]、Cl2 等 。利用這些活性物質(zhì)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(fā)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(zhì)中高價(jià)或低價(jià)金屬陽離子在陰極得到電子直接被還原為低價(jià)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(jié)合生成高活性的絮凝基團(tuán)，其吸附能力*，絮凝效果優(yōu)于普通絮凝劑，利用其吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃等作用，可將廢水中的污染物質(zhì)吸附共沉而將其去除。

(4)電解氣浮

電解氣浮是對(duì)廢水進(jìn)行電解，水分子電離產(chǎn)生H⁺和OH^-，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的氣泡直徑為100～150μm，機(jī)械攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡直徑為800～1000μm。由此可見，電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)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(zhì)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(shè)備作用

電絮凝氣浮的電極板可根據(jù)去除物質(zhì)的不同而選用不同的材料，產(chǎn)生強(qiáng)絮凝、強(qiáng)氧化、強(qiáng)還原、強(qiáng)氣浮等作用，以達(dá)到好的處理效果，經(jīng)常應(yīng)用的有鐵、鋁、鈦、石墨、二氧化鉛等。每種材料都有其適于應(yīng)用的領(lǐng)域，電絮凝氣浮的設(shè)計(jì)和電極板的選擇是經(jīng)過大量的研發(fā)試驗(yàn)和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而確定的。根據(jù)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證電絮凝氣浮對(duì)于廢水中的各類雜質(zhì)物質(zhì)去除效果如下：

(1)油

含油污水根據(jù)其來源不同，水體中油污染物的成分和存在狀態(tài)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(jiǎn)單的機(jī)械分離或氣浮分離得到較好的去除。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(fù)電荷的雙電層，體系較穩(wěn)定，不易上浮于水面，較難處理。電絮凝氣浮利用其強(qiáng)電場(chǎng)的作用可以使帶電的乳化油微粒發(fā)生定向遷移，在電極板表面中和電核，實(shí)現(xiàn)脫穩(wěn)聚合，同時(shí)電解產(chǎn)生的高效絮凝基團(tuán)也可以非常好的破壞油滴的雙電層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)破乳的作用，再協(xié)同反應(yīng)產(chǎn)生的大量微氣泡破乳后的油滴氣浮去除，其去除率可達(dá)到90%以上。
從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，針對(duì)與油田采油污水及煉油廠含油污水，在進(jìn)水油含量幾百——幾萬mg/L的情況下，出水均可以達(dá)到50mg/L以下。

(2)COD

工業(yè)污水中的有機(jī)物種類繁多，成分也非常復(fù)雜，根據(jù)不同行業(yè)其有機(jī)物種類各不相同。根據(jù)其溶解性的不同，可以分為溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物，根據(jù)其可生化性又可分為易于生物降解有機(jī)物和難于生物降解有機(jī)物。
電絮凝技術(shù)對(duì)于高濃度、難于生化降解類有機(jī)物有較好的去除效果。
電絮凝技術(shù)利用高效電解絮凝作用，生成吸附性*的高活性絮凝基團(tuán)，對(duì)于非溶解性高分子有機(jī)物有較好的去除效果。同時(shí)，與電氣浮和電氧化作用相結(jié)合，可以進(jìn)一步提高其對(duì)于有機(jī)物的去除率，尤其是對(duì)于難于生化降解的有機(jī)物，可以通過強(qiáng)氧化切斷化學(xué)鍵，提高有機(jī)物的可生化性，再結(jié)合生化處理方法可以達(dá)到充分降解COD的目的。
電絮凝技術(shù)針對(duì)于COD的去除率根據(jù)不同的水質(zhì)情況，去除率一般在30%—80%。

(3)濁度、懸浮物

電絮凝技術(shù)因其高效的絮凝作用，對(duì)于水中的膠體顆粒和各種雜質(zhì)顆粒均可實(shí)現(xiàn)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(tuán)，形成的絮團(tuán)比投加絮凝劑形成的絮團(tuán)更大、更密實(shí)，從而利于沉降截留從水中分離。電絮凝技術(shù)處理出水結(jié)合沉淀、過濾技術(shù)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(jiǎn)單的改變運(yùn)行參數(shù)即可，達(dá)到與處理較低濁度水時(shí)同樣的絮凝效果。
電絮凝技術(shù)對(duì)于濁度、懸浮物的去除率可達(dá)到90%以上。

(4) SiO₂、膠體硅、有機(jī)硅

SiO₂在達(dá)到過飽和狀態(tài)時(shí)即會(huì)從水中析出，往往其對(duì)于膜過濾系統(tǒng)造成的影響較大，因?yàn)槲龀龅腟iO₂會(huì)粘附在膜表面，所以在膜的預(yù)處理過程中必需進(jìn)行控制去除。
絮凝可以吸附SiO₂從水中析出，一般的絮凝劑對(duì)于SiO₂的去除率在30%—40%，電絮凝技術(shù)對(duì)于SiO₂的去除率可以達(dá)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(duì)于鐵、錳離子的去除，一般是采用曝氣法將鐵、錳離子轉(zhuǎn)化為高價(jià)氧化物和氫氧化物，使其由離子態(tài)轉(zhuǎn)化為不溶態(tài)從水中析出，再利用過濾除去。電絮凝技術(shù)在加電反應(yīng)過程中使水中生成OH-離子，結(jié)合鐵、錳離子形成不溶物析出，再配合砂濾設(shè)備即可有效的去除水中的重金屬離子。去除率可達(dá)到80%-95%。
對(duì)于鉻離子的去除，主要是針對(duì)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(shù)電解產(chǎn)生二價(jià)Fe²⁺，其作為一種還原劑，可將水中的Cr⁶⁺充分轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)的Cr³⁺，再結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)生的OH^-，生成沉淀物質(zhì)分離去除。電絮凝技術(shù)對(duì)于鉻離子的去除率可達(dá)到90%以上。

(6) 色度

色度一般是由有機(jī)物中發(fā)色官能團(tuán)引起的，如印染、染料行業(yè)廢水其色度非常高。電絮凝技術(shù)對(duì)于高色度水的去除有非常好的效果，其強(qiáng)氧化與強(qiáng)還原作用可以破壞有機(jī)物的發(fā)色官能團(tuán)，降低水質(zhì)的色度。電絮凝技術(shù)對(duì)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(shù)在合適的pH值環(huán)境下可以使水中的鈣、鎂離子析出，絮凝沉淀分離。其對(duì)于總硬度的去除率可達(dá)到85%以上。

(8) 細(xì)菌、病毒

電絮凝技術(shù)利用極板間強(qiáng)電場(chǎng)作用和反應(yīng)生成的強(qiáng)氧化性基團(tuán)的氧化作用，去除殺滅水中的細(xì)菌和病毒，其去除率可達(dá)到80%以上。

四、電絮凝氣浮設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)

· 投資費(fèi)用低

· 運(yùn)行費(fèi)用低

· 維護(hù)維修費(fèi)用低

· 無需添加任何化學(xué)藥劑

· 占地面積小

· 操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高

· 設(shè)備處理時(shí)間短、處理效率高

· 適應(yīng)廢水范圍廣，可處理多種污染物

· 設(shè)備處理產(chǎn)生污泥量少、污泥密實(shí)度高

五、設(shè)備運(yùn)行成本

耗電：根據(jù)不同水質(zhì)處理要求，處理噸水耗電量為0.1——1.5kWh。

    極板損耗：根據(jù)不同水質(zhì)處理要求，極板消耗成本為0.01——0.03元/噸水。

電絮凝氣浮運(yùn)行成本：0.06——0.78元/噸水（電價(jià)以0.5元/度核算）

六、設(shè)備操作使用說明

1．安裝方法

電絮凝器可安裝在處理現(xiàn)場(chǎng)附近位置處，電源控制柜需放置在干燥設(shè)備間內(nèi)，若有特殊防爆要求需提前說明。

2．操作方法

設(shè)備為連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行方式，無需專人看管。進(jìn)水口設(shè)流量計(jì)，可由閥門控制流量大小，出水由泵增壓進(jìn)入其它處理系統(tǒng)，或直接排放。設(shè)備排污可根據(jù)要求設(shè)置為手動(dòng)或自動(dòng)控制形式。

3．注意事項(xiàng)：
    (1) 設(shè)備使用時(shí)需先開泵后開機(jī)，未通水時(shí)設(shè)備不能通電，以免發(fā)生危險(xiǎn)及設(shè)備損壞。
    (2) 在設(shè)備通水工作時(shí)不要隨意停電。
    (3) 通電使用時(shí)請(qǐng)勿觸摸電壓輸出端，以免發(fā)生危險(xiǎn)。
    (4) 設(shè)備通電使用時(shí)請(qǐng)保持散熱片通風(fēng)良好。
    (5) 電器部分不得著水，也不得用塑料布等包裹。
    (6) 設(shè)備維修時(shí)必須先關(guān)機(jī)。
    (7) 若后續(xù)流程或設(shè)備已經(jīng)結(jié)垢，則被處理流程或設(shè)備應(yīng)在每工作2小時(shí)后排污一次，每次不少于3分鐘；并定期清理脫落污垢，以免殘?jiān)枞O(shè)備，造成事故。
    (8) 設(shè)備裝卸時(shí)不得用力磕碰。

說明書僅供參考。

因設(shè)備改良，產(chǎn)品實(shí)物與說明有所出入，恕不另行通知，敬請(qǐng)諒解！