电絮凝设备应用机理及技术优势

电絮凝设备应用机理及技术优势

 

前言

电絮凝设备是利用电化学原理来净化废水的装置，其核心部件包括反应器、电极系统、电源装置；反应器为废水处理提供足够的空间，通常由耐腐蚀材料制成，保证设备使用寿命，电极系统由阳极和阴极组成，阳极多采用铁、铝等金属材料，在电源装置提供直流电后，阳极金属失去电子溶解，产生金属阳离子，如铁离子或铝离子，这些阳离子会与水中的氢氧根离子结合，形成具有强吸附性的絮凝体。

电絮凝过程中的电解反应仅产生离子，无需投加氧化剂或复原剂，因此对环境友好，污染极少。这使得电絮凝成为一种备受推崇的环境友好型水处理技术。其优点还包括设备简单、占地面积少、维护简便，以及操作直观易懂等。此外，通过改变电场的外加电压，可以轻松地控制运行条件，实现自动化控制。

1.电絮凝的机理   

电解氧化还原反应是电絮凝技术中的核心过程。在电解过程中，溶液中的物质会在阴阳极板上得失电子，从而引发氧化还原反应。这些反应中，羟基自由基、次氯酸、氧气等强氧化剂被生成，它们能够有效地将水中难以降解的大分子物质氧化分解为小分子物质，进而提高这些物质在后续电解絮凝过程中的可吸附性，优化处理效果。

电絮凝工艺中，沉淀、吸附和絮凝是三大关键机理。

首先，沉淀涉及从水中金属离子生成金属氢氧化物，进而沉淀至反应器底部，从而有效去除杂质，尤其对重金属如铅和铁的去除效果显著。 其次，吸附机制通过电极表面附着杂质来去除水中的污染物，特别是对有机污染物如油和油脂的去除效果明显。最后，絮凝过程形成絮状物或杂质簇，通过沉淀或过滤从水中分离，尤其适用于去除细菌和微生物。

2.工艺流程及反应过程

首先将待处理的有机废水输入到初级过滤池中；利用格栅过滤对有机废水进行过滤处理，去除有机废水中的大颗粒杂质和悬浮物；经过滤处理的有机废水从过滤输出管排出并进入到电絮凝前置调节池中，废水穿过输入废水流通孔进入电絮凝反应器内；电絮凝阳极板和电絮凝阴极板分别接通直流电源的正极和负极，电絮凝阳极板采用铁板，电絮凝阴极板采用钛板；在有机废水电絮凝处理装置中，阳极板和阴极板通过以下变化使有机废水中的污染物发生絮凝；

 

电絮凝阳极板在直流电作用下会发生氧化反应，溶出二价铁离子，溶出的金属离子在水中会进行水解和聚合反应，这些水解产物会发生聚合反应，形成一系列多核羟基络合物；同时电絮凝阳极板还产生一些具有强氧化性的物质，如在含有氯离子的废水中，能生成氯气，生成的氯气可以进一步与水反应生成次氯酸等强氧化剂，这些强氧化剂能够将部分有机污染物氧化为低分子有机物，使有机物的结构被破坏，变得更容易被絮凝剂吸附和去除；

电絮凝阴极板表面主要发生析氢反应，即水中的氢离子得到电子生成氢气，在这个过程中，阴极附近会形成局部的碱性环境，因为氢离子的消耗使得氢氧根离子浓度相对增加；电絮凝阴极板产生的新生态氢具有一定的还原能力，能与废水中的污染物发生还原反应，使污染物的结构和性质发生改变，将一些含重金属的有机物中的重金属离子还原为低价态或金属单质，从而更容易从水中沉淀或分离出来；

 

电絮凝阴极板产生的氢气以微小气泡的形式析出，这些微小气泡在上升过程中，会与水中的有机污染物、絮凝体等相互碰撞并附着，形成气固或气液结合体，由于气泡的浮力作用，使得原本难以沉降的有机污染物能够随着气泡上浮到水面，实现与水的分离；

总的来说，电絮凝阳极板通过溶出金属离子形成絮凝剂以及氧化作用，电絮凝阴极板通过析氢产生气浮效果和还原作用，二者协同工作，使有机废水中的污染物发生凝聚、吸附、氧化还原等作用，最终形成较大的絮状体，后续通过沉淀和气浮等方式将絮状体从废水中分离出来，达到净化废水的目的；

3. 技术优势  

（1）、结构设计合理，能快速且高效地去除废水中的各种有机污染物，对于芳香烃、脂肪烃、酚类、醇类都有良好的去除效果，可使废水的化学需氧量、生化需氧量大幅降低，达到较高的去除率，一般COD去除率能达到95％以上；

（2）、操作方便，具备深度处理能力，不仅能去除常规的有机物，还能对一些难降解的有机污染物进行深度处理，将其转化为可生物降解的物质或直接矿化为二氧化碳和水，降低废水的毒性，提高废水的可生化性，为后续的生物处理等工艺创造良好条件；

（3）、对于悬浮物去除更加彻底，可以有效地去除废水中的悬浮物，使出水水质清澈，减少后续处理单元的负荷；

（4）、能够利用射流搅拌机构对电絮凝反应器内的有机废水进行搅拌，有利于有机废水与电极产生的絮凝剂充分混合；

（5） 、能够利用极板清洗机构对电絮凝阳极板和电絮凝阴极板表面进行及时清洁，避免电絮凝阳极板和电絮凝阴极板表面附着的污染物影响电絮凝效果。