電絮凝法處理廢水是利用鋁或鐵陽極溶出,原位生成高活性的多形態(tài)聚鋁或聚鐵絮凝劑,將水體中污染物微粒聚集成團(tuán)并沉降或氣浮分離的除污工藝。
電絮凝法具有效率高、泥量小并易于固液分離、無需外加藥劑、二次污染少、操控和設(shè)備維護(hù)簡單、易于自動控制和最終出水中總?cè)芄蹋═DS)小等優(yōu)勢,現(xiàn)已逐漸成為處理重金屬、氟離子以及染料等無機(jī)、有機(jī)廢水的有效方法。
電絮凝技術(shù)的歷史久遠(yuǎn),1889年倫敦首先建成電絮凝法處理海水與電解廢液的車間。1906年,電絮凝技術(shù)首先被德國人A.E.Dietrich在美國申請專利,并用于船艙污水的處理。由于早期電絮凝技術(shù)水平低、能耗高、處理廢種類少,因此在以后很長的時(shí)間內(nèi)未得到廣泛應(yīng)用。近年來,隨著工業(yè)廢水類型的日益復(fù)雜和對小型高效廢水處理集成設(shè)備的需求增加,電絮凝技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn),其中對電絮凝劑原位生成及其絮凝機(jī)理的深入解析,各種因素對絮凝效率及電極極化和鈍化的影響機(jī)制,電絮凝法對更多類型廢水處理的嘗試,以及電絮凝技術(shù)耦合電氣浮等物化工藝提高整體處理效率等是該領(lǐng)域主要的研究方向。
電絮凝技術(shù)處理廢水的原理
電絮凝法是將絡(luò)合吸附與氧化還原、酸堿中和、氣浮分離結(jié)合起來的廢水處理工藝。電絮凝機(jī)理表明,帶正電的絮凝劑與污染物顆粒通過靜電引絡(luò)合聚成團(tuán),生成可沉降的絮凝體而去除。有機(jī)分子可通過陽極氧化分解成小分子而易于被絮凝劑吸附、染料和溶解態(tài)的金屬離子則可通過陰極的電還原沉積作用與水體分離。廢水呈堿性時(shí),陽極溶出產(chǎn)生的金屬離子經(jīng)水解和絡(luò)合作用消耗了廢水中過多的OH-,使PH下降;而對于酸性廢水,金屬氫氧化物和陰極電解水產(chǎn)生的OH-能消耗廢水中H+,使PH上升,因而,電絮凝有中和酸堿的作用。另外,當(dāng)處理含油廢水等形成的絮體微輕、難沉降時(shí),還可利用陰極析氫或耦合后續(xù)電氣浮工藝,由電解水產(chǎn)生的O2和H2(直徑不超過60μm,遠(yuǎn)小于加壓氣泡粒徑)在上浮過程中將微輕絮體帶至水面達(dá)到分離目的,而該過程無需外投PAM等試劑和處理絮凝污泥。電氣浮還兼具一定電氧化去除COD的功能。
電絮凝法工藝的優(yōu)點(diǎn)
電絮凝法應(yīng)用廣泛,有其他工藝所不能比擬的特點(diǎn)。在污水再生領(lǐng)域,與通常的混凝法相比有很多優(yōu)點(diǎn):
1、在廢水處理過程中,可省去投加任何化學(xué)混凝劑,給廢水回用創(chuàng)造了條件。
2、投加混凝劑(AL2(SO4)3、FeCl3等),會使被處理的水中增加額外的陰離子如(SO42-、Cl-),也會將其中所挾帶的重金屬等雜質(zhì)帶入水中,造成二次污染。而電解法生成的Fe2+等是單質(zhì);成分比較單純,沒有陰離子,也沒有雜質(zhì),混凝效果高于傳統(tǒng)混凝劑的15倍,氧化效果高于傳統(tǒng)混凝劑的5倍,還原效果高于傳統(tǒng)混凝劑的5倍。
3、電解反應(yīng)器所形成的電場,使水中懸浮粒子的雙電層改變,出現(xiàn)正、負(fù)電荷在顆粒一側(cè)的狀態(tài),使顆粒間由原來的相互排斥變?yōu)槲?、聚結(jié)。
4、電解反應(yīng)中生成的O2及H2氣泡,可以作為氣浮的微小氣泡,吸附輕質(zhì)懸浮顆?;蛟魉晕镔|(zhì),使之從水中分離出來。
5、電絮凝法工藝中,可以通過去除水中的懸浮物和滅菌的效果,這樣的消毒方法,可以使處理水的保存時(shí)間更加持久。
生物處理法是常用的污水回用技術(shù),而電絮凝法是新型處理技術(shù),電絮凝法水處理技術(shù)與生物法相比較優(yōu)點(diǎn)在于:
1、電解過程產(chǎn)生的OH自由基無選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng),將其降解為二氧化碳、水和簡單有機(jī)物,沒有產(chǎn)生二次污染;
2、高壓脈沖電絮凝使用高電壓低電流方式,能量效率高;
3、經(jīng)過調(diào)節(jié)PH后的廢水進(jìn)入電凝機(jī),產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng),去除廢水中的COD、BOD、色團(tuán)、化學(xué)鍵、以及油水分離、滅菌等效果。鐵離子及O、H微氣泡的混凝浮除等功能。
4、電絮凝后的出水進(jìn)入快混池、慢混池,在快混池中調(diào)節(jié)PH值到8-10,視不同水質(zhì)調(diào)整需要的PH值。在慢混池中加入高分子絮凝劑,產(chǎn)生穩(wěn)定的絮花團(tuán)后進(jìn)入沉淀池。
5、快慢混后的水在沉淀池中進(jìn)行固液分離,上清水溢流至過濾進(jìn)水池。池底沉淀污泥定時(shí)排出到污泥濃縮池,經(jīng)板框壓濾機(jī)固化分離,干污泥暫存在污泥儲存斗,以備運(yùn)棄處理或做為其它用途的原料。
6、過濾進(jìn)水池中的水經(jīng)過過濾系統(tǒng)進(jìn)一步去除微小顆粒以及殘余的雜質(zhì),以過到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
7、過濾后的清水進(jìn)入清水池排放或回用。
另外,清水池中的清水也可以經(jīng)過中水回用系統(tǒng)的深度處理,作為凈水回用至現(xiàn)場用水點(diǎn)。