电化学水处理技术介绍及电凝聚.
- 格式:pdf
- 大小:541.08 KB
- 文档页数:28
《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,水资源的污染问题日益严重,传统的水处理方法已经难以满足日益增长的处理需求。
电化学水处理技术作为一种新型的水处理技术,以其独特的优势逐渐受到广泛关注。
本文将详细介绍电化学水处理技术的研究现状、应用进展以及未来发展趋势。
二、电化学水处理技术概述电化学水处理技术是一种利用电化学反应来处理水体的技术。
它主要通过在特定的电场作用下,使水体中的离子发生电解、氧化还原等反应,从而达到去除污染物、消毒杀菌等目的。
电化学水处理技术具有能耗低、处理效率高、环境友好等优点。
三、电化学水处理技术研究进展1. 电解氧化技术:电解氧化技术是电化学水处理技术中的一种重要方法。
通过电解过程,使水体中的有机物在阳极发生氧化反应,达到去除有机物、降低污染的目的。
近年来,研究人员对电解氧化技术的反应机理、影响因素等进行了深入研究,提高了电解效率和处理效果。
2. 电解还原技术:电解还原技术是利用阴极的还原作用去除水体中的重金属离子、硝酸盐等污染物。
研究人员通过优化电极材料、调整电流密度等手段,提高了电解还原技术的处理效果和效率。
3. 电吸附技术:电吸附技术是一种利用电场作用将水体中的离子吸附到电极表面的方法。
近年来,研究人员对电吸附技术的吸附机理、影响因素等进行了深入研究,为电吸附技术的应用提供了理论依据。
四、电化学水处理技术应用进展1. 工业废水处理:电化学水处理技术在工业废水处理中具有广泛应用。
例如,利用电解氧化技术去除有机物、降低COD(化学需氧量);利用电解还原技术去除重金属离子等。
通过电化学水处理技术,可以有效降低工业废水的污染程度,提高废水的可回收利用率。
2. 饮用水处理:电化学水处理技术在饮用水处理中也有重要应用。
例如,利用电吸附技术去除水中的重金属离子、有机物等污染物;利用电解过程产生次氯酸等消毒剂,对水进行消毒杀菌。
通过电化学水处理技术,可以有效保障饮用水的安全性和卫生性。
8种电化学水处理方法电化学水处理-世间万物,都是有一利就有一弊。
社会的进步和人们生活水平的提高,也不可避免地对环境产生污染。
废水就是其中之一。
随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展,世界各国的废水排放总量急剧增加,且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分,使其难以降解和处理,往往会造成非常严重的水环境污染。
为了处理每天大量排出的工业废水,人们也是蛮拼的。
物、化、生齐用,力、声、光、电、磁结合。
今天笔者为您总结用电’ 来处理废水的电化学水处理技术。
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。
电化学水处理的发展历程1799 年Valta制成Cu-Zn原电池,这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源1833 年建立电流和化学反应关系的法拉第定律。
19世纪70年代Helmholtz提出双电层概念。
任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势,这是因电荷分离引起的。
两相各有过剩的电荷,电量相等,正负号相反,相互吸引,形成双电层。
1887 年Arrhenius提出电离学说。
1889 年Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。
1903 年Morse 和Pierce 把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。
1905年提出Tafel 公式,揭示电流密度和氢过电位之间的关系。
1906年Dietrich 取得一个电絮凝技术的专利,专门有人和公司对电絮凝过程进行改进和修正。
1909年Harries (美国)取得电解法处理废水的专利,它是利用自由离子的作用和铝作为阳极。
1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜,这促使电渗析技术进入了实用阶段,奠定了电渗析的实用化基础。
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。
水处理电化学技术一、电化学水处理技术的发展概况20世纪60年代初期,随着电力工业的迅速发展,电解法开始引起人们的注意。
传统的电解反应器采用的是二维平板电极,这种反应器有效电极面积很小,传质问题不能很好地解决。
而在工业生产中,要求有高的电极反应速度,所以客观上需要开发新型、高效的电解反应器。
1969 年, Backnurst等提出流化床电极(Fluid Bed Electrode简称FBE) 的设计。
这种电极与平板电极不同,有一定的立体构型,比表面积是平板电极的几十倍甚至上百倍,电解液在孔道内流动,电解反应器内的传质过程得到很大的改善。
1973年,M.Fleischm amm与F.Goodridge等研制成功了双极性固定床电极(Bipolar Packed Bed Electrode简称BPBE)。
内电极材料在高梯度电场的作用下复极化,形成双极粒子,分别在小颗粒两端发生氧化-还原反应,每一个颗粒都相当于一个微电解池。
由于每个微电解池的阴极和阳极距离很小,迁移就容易实现。
同时,由于整个电解槽相当于无数个微电解池串联组成,因此效率大大提高。
二、电化学水处理技术电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化,即直接电解和间接电解。
1.直接电解直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从中去除。
直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的。
2.间接电解间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性更小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、HO、HO2、O2-等自由基。
试论电化学水处理技术特点及应用摘要:随着现代工业生产的快速发展,导致工业生产污水排放总量也在急剧增加。
在很多工业生产排放污水不仅污染物浓度含量较高,而且还具有较强的毒性,很多污水中的污染物难以实现降解,对整个生态环境造成了严重影响。
在目前水处理领域生物法污水处理技术由于具有处理效率高、实际应用成本低等多种优点得到了非常广泛的应用。
但是生物处理技术针对一些含有芳香烃衍生物的污染物进行处理的过程中效果并不明显。
而电化学水处理技术作为一种高级的氧化技术在国内外的水处理领域受到了广泛关注。
关键词:水处理领域;生物法;污水处理技术;电化学水处理技术1电化学水处理技术分析1.1 电凝聚法水处理技术电凝聚水处理技术通常情况下也被称为电气浮法,主要是通过在可溶性阳极上施加外部电压,由此来产生阳离子体,而阳离子与水中的胶体污染物能够产生凝聚效应,而在外部电源的阴极会产生一定量的氢气,利用氢气在水中的上浮作用将絮凝体携带到水体表面如此就实现了污染物与水体的分离净化。
电凝聚水处理技术积极应用过程中,通常情况下都使用铝或者铁作为阳极,但是,该方法在实际应用过程中会消耗大量的电能以及金属材料,导致其在水处理领域不能使得到推广应用。
而随着各种新材料的出现,相信该技术也能够在水处理领域发挥出巨大的作用。
1.2 电化学氧化法处理技术电化学氧化法水处理技术主要应用的是电磁效应能有效改变水体中的有机污染物官能团活性,从而使着水体中一些具有电化学活性的有机污染物官能团结构以及化学性质发生改变。
在一些特定的条件下,电化学氧化法处理技术甚至能够有效降低水体中有机污染物的毒性,由此就进一步提升了有机污染物的生物可降解性[1]。
1.3 电沉积水处理技术根据相关化学原理可以知道,在电解溶液中通常情况下都存在不同的金属离子,从而导致整个电解溶液内部出现电势差,而这些金属离子可以充分利用自由态和的组合态在溶解性金属在阴极析出。
电沉积水处理技术充分利用这种原理将污水中的金属离子实现了无害化的回收,具有较强的绿色环保性。
水处理中电凝聚技术的应用电凝聚又称电絮凝,就是在外电感作用下,利用可溶性阳极产生形成大量阳离子,对胶体废水通过凝聚沉淀。
通常选用铁或铝作为阳极材料。
将金属电极(如铝)置于被处理的水中,然后通以直流电,此时金属阳极发生此刻氧化反应产生的铝离子在水中水解、聚合,生成一系列多核水解产物而起凝聚作用,其过程和机理与化学混凝法基本相同。
同时,在电凝聚器中阴极上产生的新生态的氢,其还原能力很强,可与废水中的污染物起代入反应,或生成氢气。
在阳极上也有氧气放出氢气和氧气以微气泡的形式出现,在水处理过程中与悬浮颗粒接触可获得良好的粘附性能,从而提高水处理使用效率。
此外,在电流的作用下,废水中的部分有机物可能分解为低分子有机物,还有可能将直接被氧化为CO,和H,O而不和污泥未被彻底氧化的有机物部分还可产生悬浮固体颗粒被AI(OH)吸附凝聚并在氢气和氧气带动下上浮分开。
总之,电凝聚处理原水原核细胞和废水是多种过程的协同作用,污染物在这些作用下易被除去。
电凝聚处理装置包括位于反应腔调以内内的多个隔开的反应板。
电压施加于所选择的反应板上以在电凝聚腔内产生电场。
相对引导混合物经装置垂直流动的腔,垂直安置板。
使电凝聚处理过程产生的气体到上升液体线的顶部并可排放到外界。
从液体流中沉积出的固体被液体流携带到二次分离。
任何残留固体可作为沉积物经装置底部的排放口消去来除去。
设有泡沫盖以将板的电连接与湿气隔开。
为安全目的,提供贷款泡沫盖以便隔离腔。
装置可制备成大工业模组、便携式单元或适用贫困家庭于家庭的单元。
装置可在压力受控环境下操作,因此消除了仍处当液体流处于受压时用泵的需要。
如需要可通过放置所选择的反应板与电压源电接触来调节反应腔内电场的电压和电流。
输入线电压自身可保持恒定,消除了对独立变压器电阻器的需要。
反应板易于从反应腔移开并可单个或整组更换。
在输送烟气管道中的粉尘荷电凝聚方法属于气体电离放电、大气压等离子体物理及环境工程等技术领域。
精品整理
电化学工业水处理技术
一、技术概述
采用金属铁或铝及合金材料作为电极,通过对极板加电,使极板电解消耗析出Fe3+或Al3+进入水中,与水中溶解的OH-结合生成Fe(OH)3或Al(OH)3以及其他各类聚合物,所形成的聚合物作为一种高活性的吸附基团,有着极强的吸附性,吸附水中的胶体颗粒、悬浮物、高分子有机物等杂质共同沉降。
通过电活性絮凝作用,可以有效降低水中的浊度、悬浮物胶体等。
二、技术优势
(1)该技术集絮凝、微气浮、氧化还原等多种作用为一体
(2)进水指标宽泛,抗冲击能力强,出水水质稳定,不产生二次污染
(3)水回收率高,可达98%以上
(4)设备投资低,工艺单元模块化灵活组合,标准化设计,采用一体化的结构形式,投资远远低于传统的工艺流程组合所需的总体投资
(5)运行成本低,根据水质不同一般吨水运行成本在0.1-0.3元/吨水
(6)设备占地面积小,集成度高,运行可靠,操作维护简单
(7)全流程自动化控制,便于规范管理,无需增加人工成本
三、适用范围
主要适用于具有高硬度、高浊度以及重金属污染物的循环水排污水,达标排放污水,RO浓水再处理,电脱盐含油污水,难降解COD污水,焦化废水等工业污水的处理,可以作为脱盐设备的预处理装置,与脱盐设备组合作为污水深度处理回用成套装置。
四、治理效率
浊度、悬浮物及胶体的去除率在90%以上;总硬度、总碱度的去除率为60%以上;Fe、Mn等重金属的去除率在90%以上;COD的去除率在20%~40%;总磷的去除率可达90%以上;水中的油类去除率可达90%;水中的胶体硅去除率可达60%以上。
电化学水处理技术原理引言水是人类生活中不可或缺的资源,然而,随着人口的增加以及工业化进程的加快,水资源的污染问题愈发突出。
传统的水处理方法难以有效去除水中的有机物、重金属离子等污染物,而电化学水处理技术作为一种新兴的水处理方法,具有高效、环保等优势,逐渐引起了人们的广泛关注。
一、电化学水处理技术的定义和分类电化学水处理技术是利用电化学原理和方法进行水处理的一种技术。
根据其处理过程的不同,电化学水处理技术可分为电解法、电吸附法和电化学氧化法三种。
1. 电解法电解法是利用电流通过水中的污染物,使其发生氧化还原反应,从而达到净化水质的目的。
电解法的主要装置包括阳极、阴极和电解槽。
阳极上的氧化反应产生氧气和化学氧化剂,如次氯酸钠;阴极上的还原反应产生氢气和还原剂,如氢氧化钠。
通过调整电流密度和电解时间等参数,可以实现对水中有机物、重金属离子等污染物的高效去除。
2. 电吸附法电吸附法是利用电化学原理,在电解槽的电极表面上形成电化学双层或电化学吸附层,从而吸附和去除水中的污染物。
电吸附法的主要装置包括电极和电解槽。
电极表面的电化学吸附层具有高比表面积和高吸附能力,能够有效吸附水中的有机物、重金属离子等污染物。
通过调整电极材料、电流密度和电解时间等参数,可以实现对不同污染物的选择性吸附和去除。
3. 电化学氧化法电化学氧化法是利用电流通过水中的污染物,使其发生氧化反应,从而将其转化为无害的物质。
电化学氧化法的主要装置也包括阳极、阴极和电解槽。
阳极上的氧化反应产生氧气和氧化剂,如高价态金属离子;阴极上的还原反应产生氢气和还原剂,如氢氧化钠。
通过调整电流密度和电解时间等参数,可以实现对水中有机物、重金属离子等污染物的高效氧化和去除。
二、电化学水处理技术的优势和应用电化学水处理技术相对于传统的水处理方法,具有以下优势:1. 高效性:电化学水处理技术能够在较短的时间内去除水中的污染物,处理效率高。
2. 环保性:电化学水处理技术无需添加化学药剂,减少了化学药剂对环境的污染。
《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着全球水资源的日益紧缺和环境污染的日益严重,水处理技术成为了研究的热点。
电化学水处理技术以其高效、环保的优点,在水处理领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究电化学水处理技术的基本原理,分析其在水处理领域的应用进展,以及未来发展趋势。
二、电化学水处理技术的基本原理电化学水处理技术是利用电化学反应原理对水进行净化和处理的技术。
其主要过程是通过电流在电极上发生氧化还原反应,从而达到水处理的目的。
电化学水处理技术包括电解、电渗析、电凝聚等多种方法。
1. 电解法:通过电解过程,将水中的有害物质在电极上发生氧化还原反应,生成无害物质或被分解成小分子物质。
2. 电渗析法:利用电场作用下的离子迁移原理,将水中的离子或有机物通过膜的选择性透过,实现水的净化。
3. 电凝聚法:通过电流作用使水中悬浮物或胶体物质凝聚沉降,从而达到水的净化目的。
三、电化学水处理技术的应用进展1. 饮用水处理:电化学水处理技术在饮用水处理中得到了广泛应用。
通过电解法去除水中的重金属、有机物等有害物质,提高水质的安全性。
2. 工业废水处理:电化学水处理技术在工业废水处理中具有显著的优点。
如电解法可以去除废水中的有毒物质,降低废水中的化学需氧量(COD)等。
3. 海水淡化:电渗析法在海水淡化领域具有广阔的应用前景。
通过电渗析法将海水中的盐分进行选择性分离,达到淡化海水的目的。
4. 污水回用:通过电化学水处理技术,可以有效地将污水处理为符合标准的再生水,实现污水资源的有效利用。
四、研究进展及未来发展趋势近年来,电化学水处理技术的研究取得了显著的进展。
科研人员针对不同领域的水质特点,开发了多种新型的电化学水处理技术。
例如,新型的电解电极材料具有更高的反应效率和更长的使用寿命;新型的电渗析膜材料具有更好的选择性透过性和耐久性;以及结合其他技术的复合电化学水处理方法等。
未来,电化学水处理技术将朝着高效、环保、节能的方向发展。
电絮凝技术电絮凝技术是一种新型的水处理技术,是在电相互作用力的作用下,将浑浊物质从水中去除的一种方法。
该技术适用于各种水源,如自来水、污水等,可以达到良好的净化效果。
本文将从原理、优点和应用场景等方面来介绍电絮凝技术。
一、原理电絮凝技术利用电的相互作用力,使细小的悬浮颗粒和胶体颗粒在交变电场的作用下,产生自发凝聚作用,形成大颗粒物,然后通过沉淀、过滤等方式将其从水中去除。
其原理是根据原理:1. 交变电场作用力。
在高频交变电场的作用下,电极生成复杂的电场。
交变电场中的电场力,使悬浮在水中的颗粒受到电场力的影响而发生移动。
2. 电极表面的化学作用。
电极表面的化学作用可以起到去除水中颗粒的作用。
电极表面的界面活性剂在其溶解后,双极性分子在电场作用下向细胞聚集,并向电极负极集中。
二、优点相比传统的化学处理方法和物理处理方法,电絮凝技术有许多优点:1. 处理效率高。
电絮凝技术可以快速、高效地处理水源,一定程度上缩短了处理时间。
2. 处理成本低。
电絮凝技术只需要一次性投入较小的设备费,后期维护成本低,相比传统方法节省了大量的投资。
3. 操作简单。
相比传统方法,电絮凝技术操作流程简单易懂,不需要高超的技术。
三、应用场景电絮凝技术可以用于各种水源的处理,如自来水、污水等。
它在农村和城市地区的饮水、污水处理、工业废水处理和污泥处理等领域有着广泛的应用。
其中,电絮凝技术在污水处理领域有很大的优势。
它可以较快去除浑浊物质、减少污水的量,同时也可以减少传统化学方法产生的二次污染。
四、结论综上所述,电絮凝技术作为新型的水处理技术,具有较高的技术水平,相比传统的水处理方法,具有优异的处理效率、低成本、简单易懂的操作流程等优点,应用场景较为广泛,在未来的发展中也有很大空间。