電解是什么?
電解質(zhì)溶液在電流的作用下,發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程稱為電解。在電解過(guò)程中,溶液與電源的正負(fù)極接觸部分同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。當(dāng)對(duì)某些廢水進(jìn)行電解時(shí),廢水中的有毒物質(zhì)在陽(yáng)極失去電子(或在陰極得到電子)而被氧化(或還原)成新的產(chǎn)物。這些新產(chǎn)物可能沉淀在電極表面或沉淀到反應(yīng)槽底部,也有的情況下會(huì)形成氣體逸出,從而降低了廢水中有毒物質(zhì)的濃度。這種利用電解的原理來(lái)處理某些廢水的方法,就是廢水處理中的電解法工藝。(多參數(shù)控制器)
二、電解設(shè)備和裝置
(一)電解槽
電解槽多為矩形,按廢水流動(dòng)方式分為回流式和翻騰式,如圖4-30所示?;亓魇剿髁鞒涕L(zhǎng),離子易于向水中擴(kuò)散,容積利用率高;但施工和檢修較困難。翻騰式的極板采用懸掛方式固定,極板與池壁不接觸而減少了漏電的可能,更換極板也較方便。(多參數(shù)控制器)
極板間距應(yīng)適當(dāng),一般約為30~40mm,過(guò)大則電壓要求高,電耗大;過(guò)小不僅安裝不便,而且極板材料耗量高。所以極板間距應(yīng)綜合考慮多種因素確定。
圖4-30 電解槽結(jié)構(gòu)式
電解需要直流電源,整流設(shè)備可根據(jù)電解所需要的總電流和總電壓選用。
(二)板板電路
極板電路有兩種:?jiǎn)螛O板電路和雙極板電路,如圖4-31所示。生產(chǎn)上雙極板電路應(yīng)用較普通,因?yàn)殡p極板電路極板腐蝕均勻,相鄰極板接觸的機(jī)會(huì)少,即使接觸也不致發(fā)生電路短路而引起事故,因此雙極板電路便于縮小極板間距,提高極板有效利用率,減小投資和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用等。
圖4-31 電解槽的極板電路
三、工程實(shí)例
(1)采用電解法處理電鍍廢水應(yīng)用的實(shí)例比較多。由于電鍍廢水的水量一般較小,所需處理設(shè)備經(jīng)??梢圆捎镁勐纫蚁┧芰喜壑谱?,運(yùn)行中可以連續(xù)運(yùn)行,也可以根據(jù)水量情況采取間接運(yùn)行。該工程中電解槽采用了翻騰式,槽體采用鋼筋混凝土制作。電解槽結(jié)構(gòu)如圖4-32所示。
電解槽中空氣管的目的是供給空氣進(jìn)行攪拌,以增加鐵離子與六價(jià)鉻離子的碰撞機(jī)會(huì),以加速六價(jià)鉻的還原速度,同時(shí)也為防止電解槽內(nèi)氫氧化物的沉淀。一般空氣用量為0.2~0.3m3/(m3•min),空氣壓力可采用96~98kPa。為增加廢水導(dǎo)電能力,減少電能消耗和利用氯離子去除極板上的鈍化膜,需向電解槽中投加食鹽(NaCl),投量一般為1~2g/L。電解槽的重要運(yùn)行參數(shù)是極水比,即浸入水中的有效極板面積與槽中有效水容積(有電流通過(guò)的廢水體積)之比,此值取決于極板距,在總電流強(qiáng)度一定的條件下,極水比大(極板距小)時(shí),放電面積大,電流密度小,超電勢(shì)也小,因而可提高電解的效率;但極水比過(guò)大,極板材料的耗量也會(huì)增加很多,所以極水比一般采用2~3dm3/L。
流程中的沉淀池是用以分離在電解過(guò)程形成的Cr(OH)3和Fe(OH)3,電解處理過(guò)程中產(chǎn)生的含鉻污泥含水率高,密度小,經(jīng)24h沉淀后,含水率仍在99%左右,相對(duì)密度約為1.0l。沉淀的沉淀時(shí)間一般按1.5~2.0h設(shè)計(jì)。
圖4-32 含鉻廢水電解處理翻騰式電解槽
1-電極板;2-吊管;3-吊溝;4-固定卡;5-導(dǎo)流板;6-布水槽;7-集水槽
8-進(jìn)水管;9-出水管;10-空氣管;11-空氣閥;12-排空閥
電解處理含鉻廢水操作簡(jiǎn)單,處理效果穩(wěn)定,Cr6+通??山抵?.1mg/L以下。
(2)在前些年研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上,目前國(guó)內(nèi)一些環(huán)保設(shè)備廠家已能夠生產(chǎn)用于電鍍廢水處理的電解裝置,及用于印染廢水處理等所需的電絮凝裝置。在設(shè)計(jì)這類工程時(shí),一般可根據(jù)具體水質(zhì)水量情況和處理要求予以選用。圖4-33示出了另一處理電鍍含氰、含鉻廢水處理的工藝流程圖。
圖4-33 含氰、含鉻電鍍污水處理流程
含鉻廢水中包括鍍鉻、鈍化及電拋光槽排出的洗滌水。水量約6m3/h,含六價(jià)鉻大于50 mg/L。
含氰廢水中包括氰化鍍鋅、氰化鍍鎘和氰化鍍銀等工藝的鍍槽排水及洗滌水。水量約為3m3/h,含游離氰大于25mg/L。
該設(shè)計(jì)中采用了GJH-01型含鉻污水電解設(shè)備(處理水量6m3/h,直流電壓36V,300A和QJH-01型含氰污水處理裝置(處理水量6m3/h,直流電壓36V,300A)。經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行,廢水經(jīng)過(guò)處理后,六價(jià)鉻和游離氰濃度均低于0.5mg/L,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。