电絮凝水处理技术【研究运用】

1、电化学之电絮凝水处理技术,汇报人：,目录,1. 电絮凝水处理技术基本理论 1.1 电极反应原理 1.2 净水机理 电絮凝在水处理中的应用 2.1 在工业废水处理中的应用 2.2 在生活污水处理中的应用 2.3 在饮用水处理中的应用,3. 电絮凝水处理技术特点 3.1 电絮凝水处理技术优点 3.2 电絮凝水处理技术缺点 4. 电絮凝水处理技术研究趋势,2,2,专业应用,1.1电极反应原理,电絮凝常选用铝或铁作为电极材料，根据溶液酸碱性的差异，电极发生的主要反应如表1所示。,表1 图片来源于文献电絮凝技术在水处理中的研究进展综述,3,3,1.2 净水机理,电絮凝技术用于水处理，各种作用相互交错，目

2、前公认的作用机理主要有絮凝、氧化还原和气浮。,（1）电解氧化还原是指电解过程中溶液中的物质受阴阳极板得失电子的作用，发生氧化还原反应。在氧化反应中，电解产生的羟基自由基、次氯酸、氧气等强氧化剂将水中大分子难降解物质氧化分解成小分子物质，使其易被电解絮凝过程产生的絮体吸附，从而达到较好的处理效果。在还原反应中，H+在阴极电解产生的新生态氢是强还原剂，可将氧化态的污染物还原。,4,4,1.2 净水机理,（2）电解絮凝是指电解过程中可溶性阳极极板失电子产生金属离子，与在阴极H2O得电子产生的OH-发生聚合反应，生成一系列多核羟基络合物及氢氧化物。这些物质作为絮凝剂通过电中和、吸附、架桥、网捕、卷扫等

3、作用与污染物结合成团。此过程与传统絮凝过程相似，但与传统絮凝剂相比，电解絮凝产生的絮凝剂效果较好。,5,5,1.2 净水机理,（3）电解气浮是指电解过程中，阴极通过电解过程产生粒径和密度相对较小的H2和少量O2气泡，它们依附于溶液中的絮体上，并携带絮体上浮至水面，从而达到固液分离的效果。有研究表明中性pH条件下可产生最小体积的H2气泡而O2 气泡的大小则随pH的增大而增大。,6,6,1.2 净水机理,图3 电絮凝净水机理示意图 图片来源于文献电絮凝技术在水处理中的研究进展综述,7,7,2.1 在工业废水处理中的应用,2. 1 .1 色度的处理 电絮凝处理染料废水时，阴极附近发生还原反应，氧化型

4、色素被还原成无色物质，同时强氧化性物质直接攻击发色体中的不饱和共轭键，降解染料中的偶氮基团类物质，加之产生的絮体具有极大的比表面积能有效吸附废水中的染料，产生良好的脱色效果。,8,8,2.1 在工业废水处理中的应用,2.1.2 重金属的处理 电絮凝技术去除水中重金属的研究，集中在铜、 锌、铅、铬、镍等的去除。 试验用水:自配含Cr6+、Cu2+的混合模拟废水。Cr6+、Cu2+的去除采用静态对比试验: 配制4L所需的试验用水，改变试验条件(初始pH值、电解时间、电流强度、NaCl投加量/离子种类) ，经反应后从取样口取出50mL样品至离心管中，离心20min后取25mL上清液，再用浓硝酸及高氯

5、酸进行消解，消解后稀释到原体积，最后进行Cu2+、Cr6+浓度的测定。,9,9,2.1 在工业废水处理中的应用,图片来源自文献电凝聚法去除废水中重金属离子Cr6+、Cu2+的研究,10,10,2.2 在生活污水处理中的应用,含有过量氮磷的生活污水排放到水体中易造成水体富营养化。富营养化的水体不仅会破坏原有水体中的生物种群结构，显著改变生态系统的结构和性质，使某些种群大面积暴发，而且会导致,11,水体恶臭，降低水体的使用价值，电絮凝技术能有效降低污水中的氮磷含量。,11,2.3 在饮用水处理中的应用,作为一种应用前景广阔的净水技术，电絮凝可有效去除水中硬度、氟化物、砷化物、悬浮物、微生物等。相关

6、研究表明水中氟的去除依赖溶液的pH，铝基电絮凝除氟机理有两种: 一是氟化物在铝电极表面合并去除; 二是氟化物被Al(OH)3吸附去除。,12,12,3.1 电絮凝水处理技术优点,设备简单，结构紧凑，占地面积小，操作维护方便，易与其他工艺组合使用。 与化学絮凝法相比，电絮凝法溶解的金属离子成分纯净，电极金属消耗量低，污泥产量小，对原水的适用范围广，反应过程中不需投加化学药剂，不存在二次污染的风险。 电极溶解所生成的金属离子活性高，形成的胶粒结合水含量低，絮凝性能强，处理效果好。,13,13,3.2 电絮凝水处理技术缺点,电絮凝过程中，阴极易产生钝化现象，形成致密的氧化膜，阻碍反应的继续进行，降低

7、了处理效果。 电絮凝适于农村、小型居民点使用，但这些地方往往电力资源较为紧缺，难以满足高耗能电絮凝技术的使用。 根据反应器的设计形式，对溶液的最低电导率有要求，限制了电絮凝对低溶解性固体水的处理。,14,14,4.电絮凝水处理技术研究趋势,4.1改进电极 针对传统二维电极的面体比小，物质传质效果不佳，电流效率不高等问题，在二维电极之间装填粒状或碎屑状的大比表面积多孔电极材料。由于三维电极的面体比极大增加，物质间的传质效果明显改善，促使电流效率提高，能耗降低。,图片来源于文献三维电极电催化氧化法处理废水的研究进展.,15,15,4.电絮凝水处理技术研究趋势,4.2改进电源 传统的电絮凝法大多采用

8、大电流、低电压直流电源供电，致使阴极极板易钝化，阳极极板材料消耗迅速，能耗较大。作为一种活性凝聚方法，脉冲电絮凝能够形成高表面能的混合物，效果优于常见的化学絮凝剂。 4.3组合工艺 超声波电絮凝装置将超声波技术与电絮凝技术相结合。 考虑到电絮凝技术的水力停留时间较长，处理水量受限的缺点，将电絮凝工艺与超滤膜、纳滤膜技术联用提高了处理效果。,16,16,小结,这次的PPT制作，我查找了许多文献，熟悉了之前学习的信息检索查找文献的方法，了解到许多关于电化学和电絮凝水处理技术相关的知识，作为一种高效去除污染物的电化学方法，电絮凝综合了化学混凝和电化学的优点，可彻底去除污染物，特别是对于普通方法无法处

9、理的有机物和无机物，电絮凝显示出其他处理方法无可媲美的优势。并且在这次PPT制作中，也锻炼了我的团队合作能力。最后，感谢老师的指导！,17,17,参考文献,1费琼,王少坡,罗伟,孙力平,骆尚廉.电絮凝法在水处理过程中影响因素研究现状J.工业水处理,2016,36(12):16-21. 2周振,姚吉伦,庞治邦,刘波.电絮凝技术在水处理中的研究进展综述J.净水技术,2015,34(05):9-15+38. 3王静,冯玉杰,崔玉虹.电化学水处理技术的研究应用进展J.环境保护,2003(12):19-22. 4郑志勇,徐海音,宋佩佩,杨朝晖,赵峰.电絮凝在水处理中的研究进展J.现代化工,2015,35(04):29-32+34. 5 丁春生,黄燕,缪佳,曾海明,彭芳.电凝聚法去除废水中重金属离子Cr6+、Cu2+ J.中国给水排水,2012,28