電凝聚法降低能耗的措施
制約電凝聚廣泛應(yīng)用的主要原因是其能耗較高。故對(duì)降低其能耗的研究一直在持續(xù)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)表明,槽電壓對(duì)處理效果影響最大,過(guò)低處理效果不好,過(guò)高則增加能耗。通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn),陳雪明提出了計(jì)算分解電壓的半經(jīng)驗(yàn)公式: 鐵板作電極材料:U=(d/k+0.04)i+0.4 鋁板作電極材料:U= (d/k+0.04)i+1.0 式中,U為單元分解電壓,V;d為電極間凈距離,m; k為被處理水的電導(dǎo)率,S/m;i為電流密度,A/m2。由電凝聚器能耗公式可得知:i、d及電流泄漏率越小,能耗E也越小。但k的情況較復(fù)雜,當(dāng)k 較小時(shí),E隨k的增大而下降,當(dāng)k超過(guò)了某一限值時(shí),隨著k的增大,E也增大。
為了降低電凝聚法的能耗,提出了不少建議及措施,概括如下:
(1)電源技術(shù)的改進(jìn)。采用脈沖電源。由于施加脈沖信號(hào),電極上的反應(yīng)時(shí)斷時(shí)續(xù),有利于擴(kuò)散, 降低濃差極化,從而降低能耗。而當(dāng)電解槽施加交流電信號(hào)時(shí),由于兩極均可溶,可從兩極產(chǎn)生陽(yáng)離子,更有利于金屬離子與膠體間的作用。同時(shí)由于兩極極性經(jīng)常變化,對(duì)防止電極鈍化起到了積極的作用。
(2)新型電極的應(yīng)用。三維電極的面體比極大增加,并且粒子間距小,物質(zhì)傳質(zhì)效果極大改善,因而具有較高的電流效率和單位時(shí)空效率。利用三維電極的原理,并巧妙地配以催化氧化技術(shù),在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)高色度印染廢水處理20 min后,色度由12 500倍降到62.5倍,CODCr由794.6 mg/L降到 137.0 mg/L,脫色率達(dá)到99.5%,CODCr去除率為82. 8%；钚蕴坷w維-鐵復(fù)合電極用于處理上海某廠扎染殘液水樣,在電壓15 V、pH 6.0、電解60 min條件下,CODCr去除率在40%~80%。
(3)電解槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)。將流體的傳質(zhì)與電凝聚結(jié)合起來(lái)構(gòu)成導(dǎo)流電凝聚法。電解槽的陰、陽(yáng)極既起電極的作用,又起導(dǎo)流桶的作用,在較低攪拌速度下可使槽內(nèi)液體充分湍動(dòng)。該法縮短電解脫色時(shí)間,減少極化作用,從而降低電耗。用導(dǎo)流電凝聚法處理印染廢水,脫色率達(dá)97%時(shí),電耗為0.425 kW·h/m3,其費(fèi)用遠(yuǎn)低于普通投藥混凝法和普通電解法。鐵陽(yáng)極管式電凝聚器的陰極和陽(yáng)極分別由內(nèi)徑為36 mm的鋼管和16 mm的黑鐵管組成,管壁厚均為3 mm,陽(yáng)極管置于陰極管之內(nèi)。其電極間距小 (約7 mm)、槽電壓低、電耗少、效率高。在電流密度為20.6 A/m2時(shí),電解8 min,含COD 500 mg/L的聚乙烯醇(PVA)廢水可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。在電流密度為 56.1 A/m2時(shí),電解35 min,可使COD去除率達(dá) 94%。
(4)電凝聚與其他工藝組合。這種組合種類多, 如某廠采用凝聚-砂濾法處理制革染色廢水,可使 CODCr從344~866 mg/L降至44~135 mg/L,色度從 20~100倍降至2~25倍。該廠還采用交替改變電極極性和經(jīng)常去除極板表面上的沉積物以減緩電極極化。將微絮凝過(guò)濾和電凝聚凈水技術(shù)兩者結(jié)合起來(lái)處理生活飲用水,處理低濁度原水(不宜超過(guò)200 度,峰值短期不超過(guò)300度)的工藝,技術(shù)上可行,處理效果好。綜上所述,電凝聚處理廢水是一種有發(fā)展前途的方法。
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