电化学处理技术在污水处理中的应用有哪些?

2021-09-24 10:44发布

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环境界 - ENVTIME
1楼-- · 2021-09-24 10:49

1.微电解

l)原理

微电解技术是目前处理高浓度有机污水的一种理想工艺,称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在污水中的微电解材料自身产生的电位差对污水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。铁炭微电解设备中的废铁屑填料的主要成分是铁和炭,当将铁屑和炭颗粒浸没在酸性污水中时,由于铁和炭之间的电极电位差,污水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极,电位高的炭成为阴极,在酸性充氧条件下发生电化学反应,其反应过程如下:

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原电池反应产生的新生态氢能与污水中许多组分发生氧化还原反应,使有机物断链,有机官能团发生变化,使有机污水的可生化性有一定的提高,.同时Fe(OH)2及Fe(OH)3还具有絮凝和吸附作用,从而达到去除污水中污染物的目的。经过铁炭微电解预处理后污水的酸度大大降低,减少了中和剂的使用量。

2)系统基本组成

铁碳微电解系统由铁碳微电解池、配水系统、鼓风系统和加药系统等组成。

3)影响微电解效果因素

(1)pH值

PH值对铁碳处理有很大影响。低PH能提高氧的电极电位,加大微电解的电位差,促进电极反应,进水的pH值越低,COD去除率越高。但pH过低会导致铁的消耗量大,产生的铁泥也多,会增加处理费用。一般进水pH值控制在2一4。

(2)HRT

停留时间一般在30一120min,延长停留时间对出水的效果不会有明显影响。

(3)铁碳比

可将铁碳按1:1的体积比或者质量比为2 : 1装人和补充。

(4)温度

温度提高,电解速度加快,一般只要达到常温就可以达到预期的处理效果。

(5)曝气量充氧

在铁碳微电解池内曝气量充氧一方面是由于充氧时可形成较大的电位差,另一方面曝气的搅动可减少结块的可能性,不易造成微电解池堵塞阻止反应的进行;曝气量增加会提高COD的去除率,但当曝气量达到一定的量后,对COD去除率的提高就会不明显。

2.电絮凝

电絮凝技术正在被逐渐有效地应用在污水处理上,因为它具有凝聚、吸附、氧化还原、气浮等作用,可以有效地用于脱色、杀菌、除重金属离子、去除有机物以及放射性物质和其他污染物。电絮凝设备结构紧凑,可以小型化,占地面积小,建设快,无需设置复杂的加药系统,易于实现自动化。因此,电絮凝设备在污水处理中的应用引起了研究者广泛的关注。电絮凝技术去除污染物的过程较复杂,其反应机理如下图所示。包括以下几个方面的作用:

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(1)絮凝作用

牺牲阳极溶解产生的金属离子在水中水解、聚合,生成一系列多核水解产物,这类新生态氢氧化物活性高、吸附能力强,是很好的絮凝剂,与原水中的胶体、悬浮物、可溶性污染物、细菌、病毒等结合生成较大絮状体,经沉淀、气浮被去除。这一过程与絮凝的机理相同,包括电荷丝杰中和、吸附架桥、压缩双电层等过程。

(2)气浮作用

电解过程中生成的气体以微小气泡的形式出现,与原水中的胶体、乳状油等污染物戮附在一起浮升至水面而被去除。电絮凝产生的气泡远小于加压气浮产生的气泡,因而其气浮能力更强,对污染物的去除效果也更好。

(3)氧化、还原作用

在电流作用下,原水中的部分有机物可被氧化为低分子有机物,甚至直接被氧化为CO2和H2O。同时,阴极产生的新生态氢还原能力很强,可与污水中的污染物发生还原反应,从而使污染物得到降解。其电解过程与电极材料见下表。

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