电凝聚气浮法是采用可溶性阳极(Fe,Al 等),生成Fe2+、Fe3+、A13+等
大量阳离子,通过絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3 等沉淀物,以去除
水中的污染物。同时,阴极上产生大量的氢气微气泡,阳极上产生大量的氧气
微气泡,与絮凝污物一起上浮并从废水中除去。其电极上的基本反应是:
阳极氧化:
Fe
−2e→
Fe
2+
E
(
θ
Fe
2+/
Fe
) = − 0.440 V
Fe-
3e
→
Fe
3+
E
(
θ
Fe
3+ /
Fe
) = − 0.037 V
阴极还原:2
H
+2e
→
H
2
E
(
θ
H
/
H
2) = −0.000 V
主反应:
Fe
+2
H
2
O
→
Fe
(
OH
)2+
H
2
4
Fe
+10
H
2
O
4
→
Fe
(
OH
)3+4
H
2
影响电凝聚气浮法处理效果的因素包括废水的物理化学性质与电化学参数。前
者主要有pH、电导率阴离子种类和数量、阳离子种类和数量、水温等;后者主
要有电极材料、电流密度、极间距、外加电压以及电解时间等。采用电凝聚气浮
法处理卫河水,当COD 浓度为977.6 mg/L,浊度为140.7 NTU,色度大于2
000 时,处理的最佳工艺条件为:电流强度1.5 A、pH 为6~8、电解时间20
min。COD 浓度的去除率最高达到94 %,浊度去除率可达83 %。电凝聚气浮
法在有效去除有机物的同时,能高效脱色,脱色率可达96 %以上。处理后水
的浊度、色度、COD 浓度等均达到国家排放标准。将脉冲电源和直流电源分别
作为电凝聚气浮法处理厨房废水的外加电源,试验探明其对废水电解处理的
电能消耗和COD 去除率的影响,并分析废水脉冲电解处理节能高效的原因。
试验结果表明,脉冲电流占空比60 %,频率1000 Hz 相对直流电流能够更加
有效减缓电极的极化,降低电极过电位,使电能消耗降低15 %~35 %;在
脉冲电凝聚气浮法处理废水过程中电流效率稳定、
Fe
2+能够有效扩散到废水
中,使去污效果增强5 %~7 %
。
2.2 微电解法
微电解法又称为内电解法,是基于电化学反应的氧化还原、电池反应产物
的絮凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸附以及床层过滤的综合作用。微电
解法以铁屑和炭构成原电池,污染物在正,负极上生化学反应,加上原电池
自身的电附集、物理吸附及絮凝等作用达到去除污染物的目的。微电解法不消
耗能源,处理费用低,使用的铁屑多来自切削工业的废料,具有以废治废的
意义。微电解法的反应器中堆填铁屑、颗粒活性炭,它们在废水中形成无数个
微小的原电池,铁屑为阳极,颗粒炭为阴极,其电极反应为:
阳极:
Fe
-2e→
Fe
2+ ,
E
(
θ
Fe
2+/
Fe
)=-0.440v
阴极:
2
H
+2e 2
→
H
•
→
H
2
,
E
(
θ
H
+/
H
)=-0.000V (在酸性或偏酸性溶液中)