山東污水處理設(shè)備廠家
溶氣氣浮機(jī)為
電絮凝法在多種行業(yè)廢水中的應(yīng)用分析
電絮凝法的應(yīng)用:
電絮凝技術(shù)可處理電鍍、印染、制藥、制革、造紙等多種行業(yè)廢水,目標(biāo)污染物包括鉻、磷、氟、染料等。
1.含重金屬?gòu)U水的處理
線路板、制革、染料等行業(yè)排放的廢水含大量重金屬離子,如Cr6+、Cu2+、Ni2+等〔22〕,都可以通過(guò)電絮凝技術(shù)進(jìn)行有效去除。以除鉻為例,電絮凝法通常采用鐵電,通過(guò)利用Fe2+或Fe 的還原作用〔27〕將Cr6+還原為毒性較低的Cr3+,并與 OH- 反應(yīng)生成沉淀或被原位生成的絮凝劑吸附,同時(shí)Fe2+被氧化為Fe3+。A. K. Golder 等〔20〕電絮凝法間歇處理廢水中的Cr3+,使用的是不銹鋼電,其中板間距22 mm,反應(yīng)器容積0.8 L,Cr3+初始質(zhì)量濃度1 000 mg/L,NaCl 質(zhì)量濃度1 000 mg/L,pH=3.4,電流密度487.8 A/ m2,反應(yīng) 40 min,Cr3+質(zhì)量濃度降至2.0 mg/L。
在電絮凝技術(shù)工程化方面,F(xiàn). R. Espinoza - Quiňones 等〔28〕將其應(yīng)用到巴西托萊多地區(qū)一個(gè)皮革制造廠排放的含Cr6+廢水的處理中,工程采用鐵電,反應(yīng)器容積5 L,電尺寸7 cm×14 cm×0.15 cm,板有效表面積80.5 c m2,pH=7.8,電流密度680 A/ m2,鉻質(zhì)量濃度44 mg/L。經(jīng)電解30 min 處理,除鉻率接近 ,達(dá)到巴西環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)(≤0.5 mg/L),處理1 m3 廢水的運(yùn)行成本為1.7 美元。
2.廢水除磷
廢水中的磷多以PO23-、PO33-、P2O7 4- 和PO3- 的形式存在,當(dāng)廢水加熱至90 ℃以上,4 種磷酸根離子會(huì)通過(guò)一系列反應(yīng)變成PO43-,此時(shí)可與電絮凝陽(yáng)溶出的Al3+、Fe3+反應(yīng)生成難溶的AlPO4 和FePO4 而被除去。其中PO33- zui難去除,在工況中投加生石灰可提高PO33- 的去除率,但泥量大。采用電絮凝法去除二處理出水中的磷,原水磷(以PO43- 計(jì)) 質(zhì)量濃度3 mg/L,電解槽容積4 L,鐵板尺寸 10 cm×15 cm×1 mm,板間距1.5 cm,電流0.31 A,曝氣,電解8 min 后磷去除率可達(dá)約80%,出水磷質(zhì)量濃度降至0.68 mg/L。另外,廢水酸度對(duì)磷去除率有明顯影響,堿性條件下有助于磷的去除,而在酸性條件下能顯著降低磷的去除率,這是因?yàn)楫?dāng)廢水呈酸性時(shí),大量的金屬氫氧化物絮凝劑和難溶的 AlPO4 和FePO4 會(huì)被溶解,明顯降低除污效率。在工程化方面,采用電絮凝技術(shù)去除生活污水中的磷,水源來(lái)自城市污水處理站,板有效面積100 c m2,板間距9 mm,pH=4.5,電導(dǎo)率0.75 mS/cm,電流密度10 A/ m2,每次處理廢水5 d m3,當(dāng)通電量為25 A·h/ m3,能耗為4.5 kW·h/ m3 時(shí),該污水中磷的去除率接近。
3.廢水除氟
目前,有關(guān)電絮凝法去除水體中 F- 的報(bào)道存在兩種機(jī)理: F-與絮凝劑中 OH-的置換反應(yīng)和 F-與金屬陽(yáng)離子反應(yīng)生成沉淀。M. M. Emamjomeh 等〔31〕研究表明,F(xiàn)- 置換Aln(OH)m (3n-m)中的 OH-從而被去除。而N. Mameri 等〔32〕研究表明,F(xiàn)- 與 Al3+ 反應(yīng)生成 AlF6 3-,再與Na+反應(yīng)生成沉淀,從而將氟從水中除去。在電絮凝效果方面,V. Khatibikamal 等〔33〕采用鋁板雙模式處理初始質(zhì)量濃度為5 mg/L 的含 F-廢水,電解5 min F-質(zhì)量濃度可迅速降至0.35mg/L。在工程應(yīng)用方面,劉峰彪等〔34〕采用電絮凝法處理北京某地區(qū)地?zé)崴械姆⒃黾訛V柱,F(xiàn)-質(zhì)量濃度為 7.5 mg/L,選用鋁板電,板間距0.5 cm,pH=7.1,電導(dǎo)率0.48 mS/cm,水溫30~40 ℃,電流密度10 A/ m2,電絮凝30 min,能耗為2.13 kW·h/t 時(shí),出水 F-質(zhì)量濃度可達(dá)到飲用水對(duì) F-質(zhì)量濃度的要求(0.5~1.0 mg/L)。另外,當(dāng)水體中存在PO43- 時(shí),由于PO43- 的水解,水體呈強(qiáng)堿性,從而促進(jìn)Al(OH)3 水解成 Al(OH)4-,致使絮凝劑喪失除氟能力;當(dāng)水體中存在 SO42- 時(shí)也對(duì)電絮凝除氟有不利影響,但其影響機(jī)制尚不清楚,有待深入研究〔35〕。
4.染料廢水的處理
電絮凝法處理染料廢水時(shí),有機(jī)染料分子可直接被原位絮凝劑吸附或被陽(yáng)直接氧化,也可能被陽(yáng)產(chǎn)生的氧化劑如O2、H2O2(可與Fe2+組成Fenton 試劑)等間接氧化,降解為小分子化合物,再被絮凝劑吸附去除。由于染料分子大部分帶負(fù)電,而絮凝劑帶正電,因而吸附是以靜電吸附為主。另外,廢水的 pH 對(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響很大〔36〕,在pH 小于6.5 時(shí),電絮凝法處理染料廢水以化學(xué)沉淀反應(yīng)為主;pH 超過(guò) 6.5 時(shí),電絮凝法處理染料廢水以吸附反應(yīng)為主。采用鋁板單模式處理酸性紅-14 染料,電流密度80 A/ m2,pH 為6~9,電解4 min 后,COD 和色度的去除率分別為85%、95%,而該研究還表明單模式對(duì)色度的去除率高于雙模式,其原因尚不明晰,有待深入研究。