电絮凝技术 全面介绍经典.docx

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1、培训课程：电絮凝技术与水样的采集与保存运输培训部门，环保工程部培训地点：室内培训时长：辅助工具：投影仪、培训大纲：一、背景与依据1、重金属概念、危害2、法律要求二、电絮凝技术1、重金属污染废水治理工艺与比较2、电絮凝原理3、电絮凝部分试验结果4、电絮凝工程应用5、电絮凝前景培训内容：一、背景与依据（一）重金属:指化学元素周期表金属栏内原子量超过40以上之金属元素均称为重金属,如:铜、汞、镉、锌、铅、银、铝、镒、铁等。在环境污染方面所说的重金属主要是指汞（水银）、镉、铅、铭以及类金属珅等生物毒性显著的重元素。（二）危害：重金属有致癌、致畸、致突变性。常见重金展的危害封人髓的危害汞（Hg）中福神系

2、统受损、瞥Sg病堤、孕孀汞中毒，易筐下畸形兄或是智能不足的要兄。碑（AS）岛脚病、肝胃病燮、皮唐癌、肺癌、膀胱癌。S（Pb）心血管疾病、痛闽、躺中蜀、尿毒症、U血、熬知能力障碾（Cd）痛痛病、肝臀病建、软骨症及自彝性骨折、前列腺癌铜（CU）肝臂病堤、肺癌、中福神趣但害，（1）世界公害事件水俣病汞骨痛病镉伊拉克小麦中毒事件一甲基汞前苏联大气铝污染事件一倍（2）中国国内重金属污染事件 2005年9月“锦三角”污染事件 2005年12月广东北江“镉”污染事件； 2006年1月湘江“镉污染事件； 2006年4月到9月甘肃省徽县“血铅”事件 2006年9月湖南岳阳“神”污染；2007年4月湖南茶陵“铅”

3、污染事件; 2008年云南阳宗海神污染事件 2008年广西河池珅污染事件(3)危害性特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为110亳克/升，汞、镉为0.(H0001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋一甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、碑等)与人体组织某些酶的疏基(SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、银)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价格可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钢和镒(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。()法

4、律要求标准是如何制定出来的？汞人体每天最大摄汞量为0.03mg人天、0.5微克/天公斤体重水生生物对汞的生物浓缩系数高达104以上，鱼体中累积的汞浓度应低于世卫组织推荐的0.5微克/公斤，换算成淡水水体基准值为0.05微克/升(I)污水综合排放指标GB8978-1996规定的类污染物共13种:总汞(Hg)0.05mg1烷基汞不得检出总镉(Cd)0.1mg/1总格(Cr)1.5mg1六价倍(Cr6+)0.5mg1总珅(As)0.5mg1总铅(Pb)0.5mg1总锲(Ni)1.0mg1苯并(a)花0.00003mg1(0.03g1)总镀(Be)0.005mg1(5g1)总银(Ag)0.5mg1总放

5、射性IBqZ1总放射性IBq/1二类：总锌(Mn)2.0mg/1,总锌(Zn)2.0mg/1(2)地表水水质标准序号金属I类水质类水质m类水质IV类水质V类水质10铜W0.011.01.01.01.011锌0.051.01.02.02.012氟化物(以F计)1.01.01.01.51.513硒0.010.010.010.020.0214碑W0.050.050.050.10.115汞0.000050.000050.00010.0010.00116镉W0.0010.0050.0050.0050.0117倍(六价)0.010.050.050.050.118铅0.010.010.050.050.119

6、机化物W0.0050.050.20.20.220挥发酚0.0020.0020.0050.010.1二、电絮凝技术（一）重金属污染废水治理工艺与比较1、含重金属废水处理工艺概述含重金属废水处理方法主要有化学法、物理化学法、电絮凝法和生物法等，包括化学沉淀、电絮凝、离子交换、膜分离、活性碳和硅胶吸附、生物处理等方法。化学沉淀法：具有运行成本高、占地面积大等缺点；生物法：存在对入水水质要求高、自动化程度低等劣势。电絮凝法：具有效果好、运作费用低、易于管理和操作等优点，日益受到人们的关注。2、化学沉淀法：通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液

7、中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，运行成本非常高，产生的沉淀废渣量大且难以处置。3、物理化学法离子交换法在离子交换器中进行,此方法借助离子交换剂来完成。在交换器中按要求装有不同类型的交换剂，含重金属的液体通过交换剂时，交换剂上的离子同水中的重金属离子进行交换，达到去除水中重金属离子的目的。这种方法受交换剂品种、产量和成本的影响。几年来，国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现，在电镀废水深度处理、高价金属盐类的回收等方面，离子交换法越来越展现出其优势。4、物理化

8、学法膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法，包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离的一种物理化学过程。隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而进行电解的方法，实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。离子交换法和膜分离技术适用于含较低浓度重金属离子废水的处理。5、生物法生物吸附是对于经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的概括理解，这些作用包括络合、鳌合、离子交换、吸附等。这

9、些微生物从溶液中分离金属离子的机理有胞外富集、沉淀；细胞表面吸附或络合；胞内富集。其中细胞表面吸附或络合对死活微生物都存在，而胞内和胞外的大量富集则往往要求微生物具有活性。生物处理法是一种传统的水处理方式，但其主要针对的是生活污水等可生化性能好、水质毒性小、水质稳定性好的污废水。生物处理法具有运行成本低、处理效果较好等优势。但生物处理法同时也存在占地面积大、自动化程度低、易受来水水质变化、污泥量大等缺点。（-）电絮凝原理1、电絮凝发展历史1889年，在伦敦首次提出了使用电极净化水的概念1903年，英国伦敦首次成功采用高压（150伏）大电流铁阳极电絮凝技术去除水中的油1909年，美国批准了使用A

10、1-Fe电极电解法净化废水的专利并开始采用电絮凝技术处理市政污水1946年，美国首次大规模使用电絮凝技术净化饮用水，该技术利用AI阳极电解反应产生氢氧化铝絮状物，移除饮用水中的色度1972年，有人研究电絮凝法处理食品工业废水，并对电絮凝和化学絮凝进行了比较，结果是，电絮凝生成絮状物比化学方法快1995年，JanSUnde11设计的电絮凝水处理器能连续处理含油、重金属、有机物等类型的污水，除油率99.9%,重金属去除率98%以上，碳氢化合物聚合物去除率91%以上，有机物去除率98%以上2、电絮凝原理电絮凝一个复杂的过程，在电场作用下金属电极产生阳离子在进入水体时包括许多物理化学现象，从离子的产生

11、到形成絮体包括三个连续的阶段：(1)在电场的作用下，阳极产生电子形成“微絮凝剂”一铁或铝的氢氧化物：(2)水中悬浮的颗粒、胶体污染物在“微絮凝剂”的作用下失去稳定性；由于氧化产生的离子间相互作用使得胶粒双电层被压缩，同时电解产生的反离子与水中的离子发生电中和作用使得静电斥力减小、范德华吸附力占主导而使胶体发生凝聚效应(3)脱稳后的污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体。2.1案例电絮凝法中常用的电极材料为铝和铁，在阳极和阴极之间通以直流电，发生的电极反应如下:A1-3e-*A13在碱性条件下A13+3OH-*A1(OH)3在酸性条件下A13+3H2O-*A1(OH)3+3H+

12、铁阳极Fe-2e-*Fe2+在碱性条件下Fe2+2OH一-Fe(OH)2在酸性条件下Fe2+O22H2O-*4Fe3+4OH一另外，水的电解还有氧气放出H2O-4eO2+4H+在阴极发生如下反应H2O+2e-*H2+2OH-H+O3、电絮凝和其它技术的比较（图表）处理方法反应机理优点缺点生物法通过生物吸附以及微生物新细胞物质合成而消耗降解处理方法较化学药剂法简单，污泥量较化学药剂法少。占地面积大，投资高，受废水成分和浓度限制，停留时间长，不易管理,处理水不能回用化学药剂法加入混凝剂，减少电荷及双电层的有效距离，通过吸附架桥形成大絮团。应用较为广泛占地面积大，处理费用高，污泥量大，适用范围窄，对

13、不同的废水需添加不同的药剂，废水需分流处理,对操作人员要求很高。电絮凝法使用电能代替昂贵的化学药剂的电化学处理方法处理成本三者中最低，污泥量三者中最少，占地面积三者中最小，自动化程度高,易管理，能够同时去除多种污染物。对类似生活污水的废水处理性价比较低。电絮凝技术和化学药剂法比较（1）电絮凝处理工艺运行平稳，水质稳定，同时克服了由于药剂生产厂家的变化，药剂质量变化、药剂配比性变化、药剂投加量的变化等因素造成的处理质量的不稳定；（2）电絮凝处理工艺在投资方面与传统的加药处理工艺基本相当，但运行成本仅为传统加药处理工艺的1/5-1/10；（3）化学絮凝产生的污泥含水率高，难于脱水，产生的金属氢氧化

14、物属于危险废物，而电絮凝法产生的污泥量比传统的加药处理工艺产生的污泥量少40%,从而大大降低了污泥的处置费（4）电絮凝法不会使水中的SO42-、。一、No3-、PO43-及C源等细菌和藻类生长必须的成分产生富集而使水体富营养化；（5）电絮凝法产生的氢氧化物比药剂法的活性高，凝聚吸附能力强，处理效果好；（6）在电絮凝过程中，阳极上产生的氧和氯可使有机物发生氧化而成为无害成分，并起到杀菌作用；（7）在电絮凝过程中，阴极上发生的还原作用使氧化型色素还原而成为无色物质；（8）电絮凝处理后形成的絮体比常规化学法（如用氯化铁或硫酸铁）形成的絮体大且密实些，沉降速度和滤速也较快些。（9）电絮凝设备的投资和化学药剂法设备的投资相当，但前者不用加药，体现污水处理的绿色环保;（10）电絮凝设备紧凑，占地面积小，仅为药剂法的1/5；（H）电絮凝设备自动化程度高，可控性好，管理简单，对操作人员的要求较低。4、电絮凝技术的独特优势由于电絮凝过程中电解反应的产物只是离子，不需要投加任何氧化剂或还原剂，对环境不产生或很少产生污染，被称为是一种环境友好水处理技术。电絮凝法具有很多的优点，如：（1）设备简单，占地面积少，设备维护简单；（2）电絮凝过程中不需要添加任何化学药剂，产生的污泥量少，且污泥的含水率低，易于处理；（