絮凝是水處理過程最重要的物理化學過程之一,其中電絮凝是一種對環境二次污染小的廢水處理技術。一般不需要添加化學藥劑,設備體積小,占地面積少,操作簡單靈活,污泥量少,后續處理簡單,并且隨著電化學技術和電力工業的發展使得電絮凝用于廢水處理的成本大大降低,競爭力不斷增強。
目前對電鍍以及金屬冶煉行業等產生的重金屬含量過高的廢水越來越多的采用電絮凝工藝處理。
01多維電絮凝工藝技術原理
電絮凝技術由微電解發展起來,針對微電解存在種種問題,通過改進配套設備發展出完善的電絮凝工藝系統。該系統工藝核心設備多維電絮凝以普通的鋼板為電極,采用交替低壓直流電,利用電化學原理,把電能轉化為復雜化學反應,與廢水中有機或無機物進行氧化還原反應,進而吸附、絮凝、沉淀,將污染物從水體中分離。
多維電絮凝工藝系統可有效地去除電鍍綜合廢水中的六價鉻、鋅、鎳、鎘、銅、氰化物、磷酸鹽、油、COD、色度及SS等。出水中重金屬指標可達到《地表水環境質量標準)III類標準。多維電絮凝極板在電場作用下每個電解單元發生如下反應:
1)重金屬離子的去除:由于多維電絮凝在電解過程中產生OH一,可提高廢水pH值,重金屬離子可與OH一生成氫氧化物沉淀,再經過絮凝吸附,沉淀分離轉移至污泥中而去除。
2)極板還原反應可去除六價鉻、色度:此種新生態(H)有很強的還原活性,能將以氧化態成分為主的無機或有機色素染料還原為無色物質,使廢水的色度得以去除。
3)多維電絮凝具有很好的去除油脂和膠體效果。陽極與陰極表面可以不斷產生氧氣和氫氣微小汽泡,產生很好的氣浮作用。它比傳統的氣浮法去除效果更強。
4)除磷:在運行過程中鐵極板受各種電化學作用析出的Fe進而被氧化成Fe,具有很強的反應活性及易與磷酸根反應生成磷酸鐵不溶性沉淀物。
5)去除廢水中COD和CN—陽極產生的新生態活性具有很強的氧化作用,可以氧化廢水中還原性有機或無機化合物,去除水中的COD和CN一。廢水中CN一在陽極上由于放出的新生態(0)氧化劑作用,氧化CN一,將氰根破除。
02多維電絮凝工藝系統與傳統化學法比較
(1)多維電絮凝工藝系統與化學法的運行成本比較
①對于廢水中Cr6+的處理費用比較
1)選用多維電絮凝工藝可以節約大量的PAM絮凝劑,在多維電絮凝電解出Fe“曝氣氧化應生成Fe“,產生新生態的Fe(OH),具有很強的活性,比其它鋁鹽、鐵鹽的混凝化學藥品的處理效果更佳。據研究,多維電絮凝極板電解產生的新生態的鐵離子的絮凝能力是硫酸亞鐵的6倍以上,只需要添加微量的PAM就可以達到極佳的處理效果
2)多維電絮凝工藝系統不需要將含六價鉻廢水的pH值調到2.5左右(傳統工藝所需的條件)然后再調回8~9,多維電絮凝工藝系統處理cr6+的pH可以為8-9。多維電絮凝工藝系統直接通過與其他廢水混合綜合處理,簡化了處理流程,節約了項目投資、減少了占地面積及運行成本。多維電絮凝工藝系統處理六價鉻的廢水與傳統化學法相比,酸堿量節省90%左右,簡化了工藝流程,減少了用地及處理成本,節省投資。
3)多維電絮凝工藝系統不需要添加還原藥劑:
多維電絮凝在陰極上發生還原反應,產生新生態(H),有很強的還原能力,可將六價鉻還原成三價鉻,并最終將其去除,從而節省大量的還原劑。
②多維電絮凝工藝系統對綜合廢水處理成本比較
一般情況下,電鍍綜合廢水的pH值呈強酸性,pH值為4左右。
1)多維電絮凝處理后廢水pH值會升高,可節省大量的堿。
2)選用多維電絮凝工藝系統可以減少大量的PAM絮凝藥劑的投加,減少污泥量。
綜上所述,對于所有電鍍廢水的處理,多維電絮凝工藝系統可以節約大量的酸、堿等藥劑,運行費用為傳統化學法的1/6。
(2)多維電絮凝工藝系統與傳統化學工藝系統處理效果的比較
1)對COD和色度的去處效果比較
由于多維電絮凝工藝系統極板產生的強氧化性羥基自由基,可有效破鍵去除COD和色度,COD去除率在40—55%之間。傳統的化學工藝系統對COD的去除效果不好,一般只可去除不溶于水的COD,去除率一般在30%左右。
2)傳統化學工藝系統難以根據廢水中重金屬濃度,自動調整相應的加藥量,且由于傳統的化學工藝系統分類處理多,流程復雜,藥劑使用種類較多,操作運行勞動強大難以達到精細控制,處理出水難以達到預期效果,難以適應逐漸嚴格的國家標準。多維電絮凝工藝系統會根據廢水中重金屬離子的濃度自動調整極板的電流,保證處理廢水的重金屬指標的處理效果始終如一。
(3)傳統化學工藝系與多維電絮凝工藝系統的投資費用比較
①運行投資費用的比較
傳統化學工藝系統占地面積比較大,流程較長,設備多,前期土建費用很高,而且加藥設備投資比較大;多維電絮凝工藝系統工藝簡節,占地面積小,土建費用低,設備投資相對比較大。總體而言,多維電絮凝工藝系統投資費用遠低于傳統化學法。
②占地面積比較
傳統化學工藝系統對廢水的處理,一般具有集水池等較多的大型處理構筑物。多維電絮凝工藝系統除了調節池和沉淀池比較大外,其余的曝氣池、pH調節池只需要一個簡單的PE桶即可,比如處理量為15t/h的多維電絮凝工藝系統,調節池、沉淀池分別只需20t的PE桶即可,多維電絮凝本身占1.5x3m的空間。
③產生污泥量及污泥處置費用比較
傳統化學工藝系統需大量的投加藥劑,才能夠來達到廢水處理達標的程度,這些藥劑的投加最終絕大部分以污泥形式沉降排出,污泥產生量大。多維電絮工藝系統采用精確控制、氧化、還原、微絮體多接觸表面性等使處理效率極大的提高,而加入藥劑少,污泥量極少,一般是傳統化學工藝系統的1/10。
03多維電絮凝工藝系統可適用的行業領域
a)冶煉廢水、采選礦場采選廢水和初期雨水;
b)金屬加工行業;
c)電鍍行業以及排放重金屬廢水的工業園;
d)地下水重金屬污染治理
e)其他能夠產生重金屬離子廢水的行業;
f)電子行業廢水以及含有生產電子元器件企業的工業園。
04結語
多維電絮凝工藝系統處理電鍍廢水,這種工藝和方法很早以前就存在。目前,國內水處理生產企業眾多,每家都說自己的企業如何大,實力如何強等。其實這里有很多都是自己不生產,接到單后找別的工廠加工生產,這樣生產出來的產品,很難讓人信賴,品質更是無法保證。如果要明白真相的話,只有上門進行實地考察。親臨現場考察了解,具體了解設備的工作性能以及出水質量等,設備是否達標,運行是否正常,操作是否安全等。
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