廢水中陰、陽離子的存在使得廢水一般具有較高的導(dǎo)電性, 這一特點(diǎn)就為電絮凝技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用提供了良好的發(fā)展空間。電絮凝技術(shù)自 20 世紀(jì)初就已開始應(yīng)用于廢水處理中。美國采用這項(xiàng)技術(shù)處理紙漿廢水, 礦業(yè)廢水以及金屬加工工業(yè)廢水。此外, 電絮凝還被廣泛用于處理食品廢水、印染廢水、油田污水、旅館廢水、廚房廢水、垃圾滲濾液中的有機(jī)污染物以及廢水脫氟和含有毒重金屬廢水處理等等。

電絮凝, 也稱電凝聚。電絮凝時(shí), 金屬陽極通過直流電作用溶解并水解成為水中分散雜質(zhì)的有效絮凝劑, 此時(shí), 反應(yīng)器中同時(shí)發(fā)生著三方面的作用可去除廢水中污染物:陽極上的氧化作用, 陰極上的還原反應(yīng);( 2) 絮凝作用;( 3) 氣浮作用。在電絮凝過程中,電極對(duì)反應(yīng)至關(guān)重要, 鐵、鋁是zui常用的陽極材料。其

電極反應(yīng)如下:

陽極:M- ne→Mn+

陰極:OX+ne→Re

2H++2e→H2(g)

Mn++nOH- →M(OH)n

在直流電作用下, 金屬陽極在水中失電子形成離

子, 隨著水溶液 pH 不同, 形成不同的絡(luò)合物, 如鐵離

子可形成以下絡(luò)合物: Fe(H2O)63+、Fe(H2O)5(OH)2+、Fe(H2O)4(OH)2+、Fe2(H2O)8(OH)24+以及 Fe2(H2O)6(OH)44+等, 這些絡(luò)合物可起到凝聚、吸附和共沉淀的作用。

在電解過程中, 陰極和陽極不斷產(chǎn)生氫氣和氧氣的微小氣泡以及其它氣體, 這些氣泡在上浮過程中可以起到類似氣浮的作用, 將懸浮物帶到水面并在水面

上形成浮渣層使污染物得以去除。

1 電絮凝反應(yīng)器

常用的電絮凝裝置有板框式、穿孔平板式、同心圓管式等。電極的聯(lián)結(jié)方式分為單級(jí)聯(lián)結(jié)與雙級(jí)聯(lián)結(jié)。在單極聯(lián)結(jié)的方式下, 極性相反的電源線接入相隔開的電極上, 可以得到許多單極排列的反應(yīng)單元。在此體系中, 每個(gè)單元都以相同的電壓運(yùn)行, 并且反應(yīng)器中的總電流是各個(gè)獨(dú)立單元的電流之和。在復(fù)極

聯(lián)結(jié)的方式下, 電源線僅聯(lián)結(jié)到兩端的電極上, 其余電極板兩面具有不同的極性。在這種方式中, 每對(duì)相鄰極板構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)單元, 體系中的總電壓是各個(gè)單元的分電壓之和。通過實(shí)驗(yàn)表明, 復(fù)極式電極的電流密度要遠(yuǎn)小于通過單極式電極的電流密度。在電絮凝反應(yīng)器中, 常用電極材料為鋁和鐵。鐵電極的電流密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁電極, 鋁電極不僅電流密度小, 而且很快就會(huì)鈍化。雖然, 鐵的價(jià)格比鋁低得多, 但電化學(xué)當(dāng)量比鋁大, 為鋁的 3 倍, 因而用鐵做電極時(shí), 陽極材料的消耗比鋁大 3 倍。此外, pH 值也對(duì)電極的絮凝效果有影響, 鋁電極在 pH 值 3～9 之間時(shí)具有很好的絮凝效果, 過高和過低的 pH 值都會(huì)對(duì)電絮凝產(chǎn)生明顯的不利影響。鐵電極處理廢水的zui適宜pH 值為 6～7, 過高則易引起陽極鈍化, 過低時(shí)水中的Fe2+離子含量增大。

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