同轴电絮凝水处理工艺

电絮凝处理方法简介【摘要】电絮凝是近年来才发展的一种技术，目前已广泛应用于污废水处理中。

本文介绍了其处理的基本原理，并就其在水处理过程中的影响因素和优缺点进行了探讨。

【关键词】电絮凝，废水处理一、电絮凝处理废水的原理：电絮凝又称电气浮，是一种运用电解和电混凝原理除去废水中有毒有害物质的方法。

它主要是使用可溶性金属铁或金属铝作电极进行电解，一方面可溶性金属电极在阳极上产生出的金属离子与水溶液离解产生的OH－结合生成氢氧化物胶体，能和水中有机和无机杂质发生絮凝作用，以去除废水中的悬浮物。

另一方面，在阴极，通过电解水产生的氢气，会以微小气泡形式逸出，可以携带废水中的絮状物和油类物质，一起上浮，产生气浮作用，达到分离和净化的效果。

同时，在电凝过程中，阳极表面会产生大量中间产物，如原子态氧，羟自由基、可以氧化水中的有机物，去除水中的CODcr，同时使难降解的大分子有机污染物发生断链反应，生成易降解的小分子有机物，提高废水的生化性，而阴极表面在电凝过程中会产生原子态氢，具有很强的还原能力，可将显色的成分还原成无色物质，从而去除废水中的色度。

电极反应方程式如下：阳极：4Fe(s)―― 4Fe2＋(aq)+8e一或Al(s)——Al3＋(aq)+3e一4Fe2＋(aq)+10H2O(1)+O2(g)——4Fe(OH)3(S)+8H＋8OH一一8e一——4H2O+4[O]2[O]=02（石墨――石墨电极）阴极：8H＋+8e一一4H2(g)总电极反应：4Fe(s)+10H2O(1)+O2(g)——4Fe(OH)3(s)+4H2(g)或6H2O+2A1——2A1(OH)3(s)+3H2电絮凝具有较好的凝聚效果．在常规的水处理系统中，一般靠投加混凝剂和助凝剂，来形成比较大的矾花，以达到去除废水中的悬浮物和有机物．常用的铁系或铝系混凝剂一般为固态，为保证加药连续运行，一般需设置化药池和储药池，调制成一定比例后再通过计量装置投加，运行和管理比较复杂．而采用电絮凝处理技术，可以通过改变电流和电压来控制氢氧化物生成的量，省去了常规的配药、加药等一系列设备，运行和管理方便。

电絮凝技术在水处理中的应用电絮凝是一种对环境二次污染较小的废水处理技术。

电化学学科和电力工业的发展使电絮凝用于废水处理的成本大大降低，竞争力不断增强。

电絮凝法处理废水，一般不需要添加化学药剂，设备体积小，占地面积少，操作简单灵活，污泥量少，后续处理简单［1］。

电絮凝可以有效去除污水中的重金属，阴离子，色度，有机物，悬浮固体甚至砷等有毒物质［2］。

近年来在国内外正逐步应用于电镀、化工、印染、制药、制革、造纸等多种工业废水的处理以及给水净化等领域。

1电絮凝技术原理铝材和铁材由于价廉，易得和有效性而成为最常用的电絮凝极板材料［3］。

以铝做电极材料为例，说明电絮凝技术原理，电极反应如下［4］:阳极反应:Al-3e-→Al3 （1）Al3 nH2O→Al（OH）n3-n nH （2）阳极反应:3H2O 3e-→3/2H2（g）3OH-（3）可溶性阳极在通入电流作用下，溶解产生大量阳离子，阳离子经过水解、聚合形成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，这些产物吸附能力很强，起到凝聚、吸附等作用。

电解过程中，阳极和阴极上产生的氧气和氢气，黏附性能很强，在其上浮过程中将悬浮物带到水面上。

在电流作用下，还会发生电解氧化还原反应。

影响电絮凝对水的处理效果主要包括电极材料，电流密度，反应时间，极板间距，原水pH值等。

2电絮凝用于水处理2．1电絮凝用于工业废水处理电絮凝技术自20世纪初就已开始应用于废水处理中。

近年来，国内外电絮凝正逐步应用于电镀、化工、印染、制药、制革、造纸等多种工业废水的处理，它可以有效去除工业废水中的重金属，色度，有机物等。

2．1．1对重金属离子的去除当含有重金属离子的工业废水中未被处理而直接排放时，容易被植物和鱼类吸收，这将通过食物链最终在人体内积累。

电絮凝可以有效去除水中的重金属离子。

F．Akbal等［5］利用铁铝电极能有效处理电镀废水，反应时间为20min，电流密度为10mA/cm2，pH为3．0时，铜、铬和镍的去除率达到100%。

RWEC高频同轴电絮凝系统污水处理技术一、电絮凝的技术背景：凝聚是在水处理中最重要的物理化学操作方法之一。

我们惯于用凝聚来描述液体中不稳定的微小颗粒凝集成较大的颗粒这个过程。

液体中的污染物：如重金属离子、有机无机的溶解物基本上都是以带电的状态存在于溶液中。

Schulze曾经在1882年指出，在液体中加入带有与溶解物相反电荷的离子，使溶解物体不稳定而凝集，从而可用沉淀和过滤的方法予以清除。

有很多种方法可以达凝聚的目的，化学凝聚方法是常用的方法之一。

但是因为这种处理方法费用较高并产生大量的污泥，所以现在很少使用。

生物的方法由于处理过程比较复杂，很难普遍使用。

而电凝聚系统是利用电化学的原理，在电流的作用下溶解可溶性电极，使其成为带有电荷的离子并释放出电子。

产生的离子与水电离后产生的(OH-)结合，生成有絮凝作用的化合物。

另外释放出的电子还原带有正电的污染物，从而达到去除液体中污染物的目的。

电絮凝可以一次完成氧化、还原、絮凝、气浮的过程，是污水处理的一个很好的选择。

但是一般电絮凝还存在一下几个问题：1)处理污水时，若要达到较好的处理效果，则需要较长的停留时间，这对于水量比较大的污水处理工程难以适用；2)对高浓度的有机污水进行处理时，电极消耗比较大，造成运行成本较高；3)对一些溶解性比较强的物质，去除率有限，独立使用很难做到达标排放。

由于存在以上几个问题，所以几乎没有一个电絮凝设备可以独立处理含有较复杂污染物的污水或独立作为液体净化设备。

二、RWEC型高频同轴电絮凝系统高频同轴电絮凝是在传统电絮凝技术的基础上发明的。

在深入的研究了不同污染物在各种电场条件下发生的电化学反应和产生的结果后，总结了使用的电源高低、电流密度的大小、电源的形式(如直流、脉冲及频率的高低)、各种敏化剂在不同电场下发生的诱导催化氧化的作用、电极的形状等后，研究发明了RWEC同轴电絮凝反应器和与其配备的RWEP自适应智能化电源的RW型高频同轴电絮凝系统。

电絮凝技术介绍电絮凝作为一种常见的污水处理技术，得到了越来越广泛的应用。

为了更广泛的普及电絮凝的基础知识，方便大家更清楚透彻的了解电絮凝技术的原理，我们编写了本篇文章，并制作了相应的视频，希望对您有所帮助。

partO1电絮凝的定义及原理首先，电絮凝技术是一种电化学技术，我们来了解一下什么是电化学技术？电化学水处理技术，是指在电极或外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的污染物进行降解的过程。

电化学系统设备相对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二次污染，而且反应可控程度高，便于实现工业自动化，被称为“环境友好”技术。

电絮凝法，通常也叫做电气浮法，因为絮凝的过程也伴随着气浮的发生，因此可合称为“电絮凝-电气浮法”。

通过外电压作用下，产生的可溶性阳极产生阳离子体，阳离子能够对胶体污染物发生凝聚效应。

同时.，阴极在电压作用下的析出大量氢气，氢气在上浮的过程中能够将絮体上浮，电絮凝法就这样通过阳极的凝聚和阴极的絮体上浮实现污染物的分离和水的净化。

part02电絮凝的反应过程阳极材料通常以溶解性金属材料制成（一般为铝或铁），在电解时产生的A13÷或Fc3+离子生成电活性絮凝剂，来压缩胶体双电层使其脱稳，以及吸附架桥网捕作用来实现的絮凝。

阴极表面释放出的细小气泡加速了胶体的碰撞和分离过程。

阳极表面的直接电氧化作用和CI-转化成活性氯的间接电氧化作用对水中溶解性有机物和还原性无机物有很强的氧化能力，阴极释放出的新生态氢和阳极释放出的新生态氧具有较强的氧化还原能力。

具体电絮凝的反应过程可以参照下面视频：图1IEVADEST乳化液蒸发设备当然，电化学反应器内进行的化学过程是及其复杂的。

在反应器中同时发生了电絮凝、电气浮和电氧化过程，水中的溶解性胶体和悬浮态污染物在混凝、气浮和氧化作用下均可以得到有效转化和去除。

part03电絮凝技术的优势电絮凝技术发展至今己有130余年的历史，将电化学法应用在水处理过程中的理论最早于1889年由英国学者P.P.STRoKAeH提出，是一种兼具化学絮凝和电化学技术特点的环境友好型水处理工艺。

废水电絮凝处理技术介绍1．电絮凝技术简介电絮凝是一种使用电能代替昂贵的化学试剂，能够同时祛除水中的重金属、悬浮固体、乳化有机物和其它多种污染物的电化学过程。

我们引进的这种专利技术对电絮凝技术进行了关键性的改进。

这些改进使得该系统的设备可以在较大规模上、经济、洁净而可持续地处理废水。

通常，很难治理的废水需要多种不同的化学药剂和流程来处理，但是其效果仍远不如电絮凝技术在一个步骤之内就能达到的指标。

我们美国的合作伙伴使用这一具有创新性和改进过的技术来做自家电镀厂的废水处理。

在七年多的时间里，使用该技术使其电镀厂排除的废水一直都能满足美国国家环保署制定的可排放水中重金属祛除的严格标准。

其它的化学处理方法，例如氯化铁、硫酸铁、石灰、铬消除法等都很少能保持这样优秀的记录。

我们的电絮凝系统可靠地运行了多年，在处理废水方面有很多极为成功的经验。

一个建在南非的电絮凝系统可以治理含有63种特种化学物质的废水，这是用其它办法不可能完成的。

在欧洲的一个电絮凝系统使一个制革厂可以排放的废水比以往任何时候都要更洁净，并且还能够同时回收大量的高级铬。

设在加拿大的一个电絮凝系统可以在处理船燃料舱和船底的冷凝物的同时，处理回收油中的水。

墨西哥的一个电絮凝系统可以处理含有多种有害废物和材料的金属加工液体。

在美国安装的该系统可以处理拉模铸造、电镀、电子工业、飞机整修、电厂冷却塔中，以及其它许多生产过程中产生的和多种工业废水。

另外，我们引进的电絮凝技术还在美国国家环保署（EPA）的环保技术验证项目（ETV）中被认可为优良的技术。

电絮凝技术将电场施加在由铸铁或钢制成的消耗性电极上。

受电场作用产生的强大氧化和收缩的影响，发生了许多在常规状况下不会出现的反应。

例如：一个步骤之内就可以完成铬从6价到3价的化学还原。

由于不添加其它化学物质到废水中，因此许多金属都是可以回收的。

上方左侧的图是一个架在滑道上的系统，右侧是一个安全壳以及电极。

电絮凝技术的其它应用还包括将被污染的水源变成可饮用水，例如在农村地区被砷、重金属、甚至是未经处理的污水所污染的井水。

电絮凝设备污水处理技术1. 介绍随着现代工业的进展和城市化进程的加快，工业和生活污水对环境构成日益严重的威逼。

传统污水处理方法的存在确定的弊端，如耗能耗费大、污泥处理难度大等。

电化学技术作为一种新型的污水处理技术，涵盖了电絮凝、电沉淀、电氧化等多种方法，在能源利用率、处理效果和维护成本等方面都有巨大优势。

本文将侧重介绍电絮凝设备在污水处理方面的应用与优势。

2. 原理电絮凝技术是利用外加电场将溶液中带电的污染物分别除去的一种技术，该技术可通过多个步骤实现：1）通过在特定pH条件下添加电解质，形成电极间的电荷层，并与悬浮物等杂质混合；2）将高压电场施加于污水中，使带电的固体或胶体污染物向电极移动并发生凝集，最后形成大块的固体；3）通过慢速沉降或过滤的方式割去沉积到底部的污染物，来实现对污染物的去除。

3. 设备和应用电絮凝设备紧要有基于膜片技术的电化学反应池和符合钝化电极的电化学反应池两种类型。

基于膜片技术的电化学反应池：该类型的电化学反应池接受层流式的结构并且在电解液中配有特定的膜片来分别阳离子和阴离子。

污染物通过漂流到正极上发生凝集实现去除。

该设备不仅适合于工业废水处理，还可用于海水脱盐和医疗废水处理等领域。

符合钝化电极的电化学反应池：在符合钝化电极的电化学反应池中，污染物离子与电极表面上的金属反应，从而实现去除，不同于膜片技术，其强制电流不仅可使粒子产生凝集，还能够使氧化和还原电荷平衡，在污染物进入反应池之前，可先行加入混合料，使其溶解并最大程度的减小部分易被污染物吸附的颗粒的体积。

该类型的设备同样广泛应用于工业和农业废水处理领域，具有更高的容量和效率。

此外，在一些地区，该设备也被用于水资源回收和污泥处理等领域。

4. 优势电絮凝设备的优势紧要包括以下几点：1.高效：电化学技术相比传统的污水处理技术，处理效果更好。

由于在电化学过程中没有化学药品的添加，且处理速度快，一般只需要几分钟到几个小时就可完成。

本技术公开了一种废水的电絮凝处理方法，废水由进水管道进入电絮凝反应池池体，当废水注满电絮凝反应池池体后停止进水，反应器开始工作，旋转笼网式填料电极通入电流，开始旋转，紫外灯开启照射，涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在反应器中不断翻滚，在紫外灯的照射下以及电场的作用下与水体中的污染物发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物；反应结束后将处理后的净水排出，打开絮体排出管道将产生絮体排出。

本方法克服了电絮凝废水处理设备中阳极消耗、阳极钝化的问题，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，并富集在填料表面。

权利要求书1.一种废水的电絮凝处理方法，废水进入旋转笼网式填料电絮凝反应器完成电絮凝处理，其特征在于，该旋转笼网式填料电絮凝反应器包括电絮凝反应池、进水管道、出水管道、絮体排出管道、进水挡墙、旋转笼网式填料电极、紫外灯、变频电机和控制器；其中电絮凝反应池包括呈漏斗状的池体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，池体顶面由互成60°夹角的6根钢架组成，在每根钢架上设置有1个旋转笼网式填料电极，电极顶端与钢架结构用螺栓铆固；电絮凝反应池的右侧上部设置进水管道，左侧下部设有出水管道，电絮凝反应池底部中心设有絮体排出管道，进水挡墙设置于进水管道左侧池体内，进水挡墙为分离的左右两部分，左侧竖直挡板固定于反应池顶面钢架上，右侧“L”型挡板固定于进水管道下侧的反应池池壁，用于缓解进水对反应池内的冲击；电絮凝反应池内侧壁上设有多个紫外灯；旋转笼网式填料电极包括笼网式电极和内部填料，笼网式电极为直径上细下粗的圆底锥形，采用聚乙烯材质，内部填料为涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料，电极的笼网孔径小于内部填料的粒径，笼网式填料电极在控制器和变频电机的控制下可以进行变速旋转；电絮凝反应池外设置活性炭颗粒投加器；控制器是一个集成PLC块，与旋转笼网式填料电极连接，对电极电流、电压、转速、电机交换周期进行控制；控制器与变频电机连接对电机转速进行控制；控制器与活性炭颗粒投加器连接用于控制向电絮凝反应池内投加活性炭颗粒；废水由进水管道通过进水挡墙进入电絮凝反应池池体，进水挡墙会减少其在池体中造成的扰动，当废水注满电絮凝反应池池体后停止进水，控制器开始设置旋转笼网式填料电极的电流、电压、转速、反应时间、电极交换周期参数，反应器开始工作，旋转笼网式填料电极通入电流，开始旋转，紫外灯开启照射，涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在反应器中不断翻滚，在紫外灯的照射下以及电场的作用下与水体中的污染物发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，同时控制器控制活性炭颗粒投加器，向电絮凝反应池中投加活性炭颗粒作为絮凝物凝聚核，使生成的絮凝物富集在活性炭颗粒表面；反应40-240分钟后，旋转笼网式填料电极停止旋转，沉淀30-120分钟，将处理后的净水从出水管道排出后，打开絮体排出管道将产生的絮体排出，至此一个反应周期完成。

电絮凝工艺技术原理
电絮凝是利用电化学方法产生氢氧化物作为凝聚剂净水的一种工艺。

作为阳极，在电流作用下，金属离子进入水中与水电解产生的氢氧根形成氢氧化物，氢氧化物絮凝将杂质颗粒吸附，生成絮状物。

电絮凝净水的基本原理，如图所示：
金属阳极可以是铝或铁。

如铝作阳极时，当直流电源通电后，阳极金属放电成为金属离子并进入水中。

Al-3e-→Al3+
水被电解:
H2O→H++OH-
带正电荷的氢离子在阴极上获得电子成为氢气。

2H++2e-→H2
带有负电荷的氢氯根离子向阳极移动，并在阳极放电，生成新生态的氯。

4OH-+4e-→2H2O+2[O]
在阴极产生氢气气泡，在阳极产生氧气气泡，这些气泡上升时，就能将悬浮物带到水面，于是在水面上就形成了浮渣层，带到水面的物质增多后，浮渣层就变密或变厚。

过程中产生的Al3+与OH-反应生成Al(OH)3，这是一种活性很强的凝聚剂。

反应生成的氢氧化铝或氢氧化铁，与水中的悬浮颗粒生成絮状物，这些絮状物相对密度较小时就上浮分离，相对密度较大时则向下沉淀分离。

因此在通直流电的过程中，就同时有两个作用：一个是产生的气体将悬浮物带到水面形成浮渣层进行分离，另一个是反应生成的氢氧化铝或氢氧化铁是凝聚剂，可以使悬浮小粒凝聚起来，依靠相对密度的不同上浮分离或沉淀分离。

此外，电絮凝还有共沉淀作用，即电絮凝时产生Fe(OH)3与水中金属氢氧化物共沉淀，如果铝作阳极时，形成的Al(OH)3还能吸附水中的硅化物和氟化物。

同时，在阴、阳电极处可发生氧化、还原作用，还可以去除水中的一些有害物质，如氰根被氧化变成CO2和N2而除去，水中Cr6+被还原成毒性较小的三价铬。