一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝，屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。是在間歇電絮凝過程中，在每批廢水電解前，一次性向廢水中加入電解質(zhì)氯化鈉，使得電解槽中氯化鈉的平均質(zhì)量濃度為40～200mg/L，間歇電絮凝的電壓由恒壓控制電源輸出，采用直流電源，設(shè)定每對電極電壓為3～10V，極板間距為5～15mm，電解時間為30～90min。通過電極表面原位產(chǎn)生酸性物質(zhì)來改善和消除電極表面鈍化問題，無需投加酸堿，無需拆卸電極清洗，具有結(jié)構(gòu)簡單操作方便的特點。
【專利說明】一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝，更具體的說是涉及在電絮凝的電解槽中加入電解質(zhì)，在電解過程中由電極原位生成酸性物質(zhì)來減緩和消除極板鈍化的工藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電絮凝是(簡稱:EC)利用可溶性陽極在外加電場下產(chǎn)生金屬陽離子(Al3+或Fe2+)，陰極產(chǎn)生0H_，兩者結(jié)合生成氫氧化物和多核羥基配合物，最終形成含有表面羥基的氫氧化物絮體，通過專屬吸附、網(wǎng)捕卷掃、吸附架橋等作用吸附水中的重金屬離子和有機物，同時絮體附著在陰極電解產(chǎn)生的H2氣泡上發(fā)生氣浮作用，從而達到分離的目的。相比化學吸附絮凝，電絮凝有著污泥量少(單位絮體吸附量高)、氣浮性能好(電解產(chǎn)生的H2粒徑遠小于傳統(tǒng)氣浮設(shè)備)、無二次污染、便于自動化等優(yōu)點。
[0003]由于EC產(chǎn)生的氫氧化物絮體對離子有著較高的專屬吸附能力，EC技術(shù)被越來越多地應(yīng)用在重金屬離子水處理領(lǐng)域。由于EC過程中陽極產(chǎn)生的強氧化性的羥基自由基，電絮凝技術(shù)也逐漸被應(yīng)用到了印染、制藥和農(nóng)藥廢水的處理領(lǐng)域。
[0004]在電絮凝過程中，陽極采用鋁或鐵材料，陽極電解產(chǎn)生鋁離子或鐵離子，陰極電解水產(chǎn)生氫氧根離子，陽極產(chǎn)生的金屬離子和氫氧根離子發(fā)生水解反應(yīng)，生產(chǎn)含有較高比表面積的氫氧化物吸附絮體。這些吸附絮體通過配合反應(yīng)、網(wǎng)捕卷掃和吸附架橋等作用吸附廢水中的重金屬離子和有機物分子。
[0005]在電絮凝電解過程中，陽極不斷析出金屬離子。隨著濃差極化的發(fā)展，金屬離子向電解槽溶液本地傳遞的速度低于電極電解產(chǎn)生的速度，因此電極表面金屬離子濃度逐漸升高。在長期使用條件下，陽極表面的金屬離子在溶液中和水以及氧氣發(fā)生反應(yīng)生成金屬氧化物和金屬氫氧化物。電絮凝的陽極容易形成一層由金屬氧化物和金屬氫氧化物組成的鈍化層。陽極鈍化后，一方面會使得陽極過電位升高，能耗升高；另一方面會使得陽極發(fā)生析氧反應(yīng)，金屬離子析出速率降低，吸附絮體產(chǎn)生量減少。
[0006]目前電絮凝水處理過程中，對鈍化的處理方法有兩種，第一種方法為在電絮凝結(jié)束后，將電解槽內(nèi)電極板取出，在酸性溶液中浸泡，鈍化層和酸性溶液發(fā)生反應(yīng)，從而實現(xiàn)去鈍化層。該方法降低了機械化程度，增大了電絮凝的維護成本。第二種方法為在電絮凝電解過程中，向電解槽內(nèi)加酸以調(diào)整溶液內(nèi)pH值，使得pH值在3.5~5，這能使得鈍化程度減弱，但是較低的PH值會破壞吸附絮體的形成條件，使得吸附絮體的產(chǎn)量降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種通過加入電解質(zhì)，在陽極板表面原位生成酸性物質(zhì)來減緩和消除電絮凝過程中極板鈍化的工藝，具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝，在間歇電絮凝過程中，在每批廢水電解前，一次性加入電解質(zhì)氯化鈉，調(diào)節(jié)加入的量，使得電解槽中氯化鈉的平均質(zhì)量濃度為40 ~200mg/L。[0010]優(yōu)選地，由恒壓控制電源輸出，采用直流電源，設(shè)定每對電極電壓為3~10V，極板間距為5~15mm，電解時間為30~90min，陰陽極板為鐵或者鋁電極。[0011]在電絮凝電解槽中，廢水初始pH值為3~7，初始電導(dǎo)率為300~3000uS/cm ;對于重金屬離子廢水，初始廢水重金屬離子質(zhì)量濃度為50~400mg/L。[0012]有益效果:在每批廢水電解前加入電解質(zhì)氯化鈉以后，在所設(shè)定的槽電壓下，氯離子將在陽極表面發(fā)生析氯反應(yīng)，析出的氯氣沿著陽極板向溶液表面上浮，在上浮的過程中，氯氣將和水發(fā)生反應(yīng)，生成氯化氫和次氯酸，在陽極板原位生成的酸性物質(zhì)能使得陽極板表面的PH值降低，較低的pH值將降低陽極表面鈍化層形成的速度，并和鈍化層的金屬氧化物和氫氧化物發(fā)生反應(yīng)，使得其緩慢溶解。相比傳統(tǒng)的在電解槽中加入酸性溶液的方法，本發(fā)明提供的原位生成酸性物質(zhì)的技術(shù)，無需維護時間，在不減少吸附絮體產(chǎn)量的情況下，減緩和消除陽極鈍化。
【具體實施方式】:[0013]實施例1[0014]1.某混合含鎘重金屬廢水，進水含鎘100mg/L，調(diào)節(jié)廢水pH值為7，調(diào)節(jié)電導(dǎo)率為500us/cm,加入氯化鈉調(diào)節(jié)氯化鈉的濃度為80mg/L,進入間歇電絮凝系統(tǒng)處理,采用鐵電極，電極間距為5mm，設(shè)置每對電極電壓為5V，陽極和陰極為鐵電極。電解60min，測得平均電流密度為8.3A/m2。電絮凝反應(yīng)完后重金屬鎘質(zhì)量濃度降為8.7mg/L,去除率達到92.3%。[0015]壽命測試:進水參數(shù)和上述一致，200h的實驗后，設(shè)置每對電極電壓為5V，電解60min，測得平均電流密度為7.7A/m2，金屬鎘質(zhì)量濃度降為10.4mg/L。[0016]對比例:進水參數(shù)和上述一致，不加入氯化鈉，電極材料和電壓參數(shù)一致，200h實驗后，電解60min，金屬鎘質(zhì)量濃度降為18.4mg/L，去除率為81.6%，低于添加氯化鈉電解質(zhì)的體系。[0017]實施例2[0018]某混合含鉻重金屬廢水，進水含鉻50mg/L，調(diào)節(jié)廢水pH值為3，調(diào)節(jié)電導(dǎo)率為300uS/cm，加入氯化鈉調(diào)節(jié)氯化鈉的濃度為40mg/L，進入間歇電絮凝系統(tǒng)處理，采用鐵電極，電極間距為15mm，設(shè)置每對電極電壓為3V，陽極和陰極為鋁電極。電解30min，測得平均電流密度為3.2A/m2。電絮凝反應(yīng)完后重金屬鎘質(zhì)量濃度降為5.lmg/L，去除率達到89.8%。[0019]壽命測試:進水參數(shù)和上述一致，200h的實驗后，設(shè)置每對電極電壓為3V，電解30min，平均電流密度為4.4A/m2。金屬鎘質(zhì)量濃度降為6.7mg/L，去除率為86.6%。[0020]對比例:進水參數(shù)和上述一致，不加入氯化鈉，電極材料和電壓參數(shù)一致，200h實驗后，電解60min，金屬鎘質(zhì)量濃度降為12.4mg/L，去除率為75.2%，低于添加氯化鈉電解質(zhì)的體系。[0021]實施例3[0022]某混合含鎳重金屬廢水，進水含鎳400mg/L，調(diào)節(jié)廢水pH值為5，調(diào)節(jié)電導(dǎo)率為3000us/cm,加入氯化鈉調(diào)節(jié)氯化鈉的濃度為200mg/L,進入間歇電絮凝系統(tǒng)處理,采用鐵電極，電極間距為5mm，設(shè)置每對電極電壓為10V。電解40min，測得平均電流密度為29.3A/m2。電絮凝反應(yīng)完后重金屬鎘質(zhì)量濃度降為36.5mg/L，去除率達到92.7%。
[0023]壽命測試:進水參數(shù)和上述一致，200h的實驗后，設(shè)置每對電極電壓為10V，電解40min，測得平均電流密度為26.7A/m2。金屬鎘質(zhì)量濃度降為60.90mg/L，去除率為84.8%。
[0024]對比例:進水參數(shù)和上述一致，不加入氯化鈉，電極材料和電壓參數(shù)一致，200h實驗后，電解40min，金屬鎘質(zhì)量濃度降為94.7mg/L，去除率為76.3%，低于添加氯化鈉電解質(zhì)的體系 。
【權(quán)利要求】
1.一種減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝，其特征在于:在間歇電絮凝過程中，在每批廢水電解前，一次性向廢水中加入電解質(zhì)氯化鈉，使得電解槽中氯化鈉的平均質(zhì)量濃度為 40 ~200mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝，其特征在于間歇電絮凝的電壓由恒壓控制電源輸出，采用直流電源，設(shè)定每對電極電壓為3~10V，極板間距為5~15mm,電解時間為30~90min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減緩極板鈍化的電絮凝水處理工藝，其特征在于所處理的廢水含重金屬，濃度為50-400mg/L， 在電絮凝電解槽中，調(diào)整廢水初始pH值為3~7，初始電導(dǎo)率為 300 ~3000us/cm。
【文檔編號】C02F1/463GK103613175SQ201310596291
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】陸君, 馬曉云, 李艷 申請人:江蘇科技大學