电化学工艺处理乳化油脂和水分离.doc

电化学工艺处理乳化油脂和水分离电化学方法应用在废水处理上已有多年。1980年Monica使用电解氧化法，其对氮、磷的处理效果相当好，可达90 %以上；1985年Costaz使用电解浮除法，添加适量助凝剂如FeCl3、PAM及添加电解质氯盐可兼具间接氧化、消毒之效果，可将COD处理至40 mg/l以下；1995年Pouet使用电化胶凝法，COD去除率可达75 %，磷酸盐几乎可完全去除。当电化学法进行时，在两极及其间之水溶液会同时发生氧化、还原、电泳、电蚀、电解及偶极化等六种作用。而本研究使用的电聚浮除法应用电化学的电解、电蚀、偶极化作用使乳化油脂和水分离。其理论基础是结合电子学、流体力学、电化学等相关技术而成的一种创新的水处理技术，主要机制是利用电场的诱导，使粒子产生偶极化，藉由流道的设计而自动凝集成胶羽，利用电解所产生的气泡与胶羽充分结合，再添加助凝剂后于气浮池浮除。影响电聚浮除法主要因素包括操作电压、极板间距、极板或隔板之材质、停留时间(HRT)、废水特性、电极接法、进流方向、极板及隔板配置及电流密度或通入电量等。其优点为处理时间短、占用空间小，且处理效果显著。1.4 电化学原理1、阳极氧化反应金属极隔板氧化成金属离子：电化学机机体内常用的极板和隔板为铁质板，在通电时阳极产生电解作用，将铁电解成为铁离子，而这些不同型态的铁离子恰好是去除分离污染物质所不可或缺的混凝剂，透过离子表面的电性而破坏污染物质的稳定进一步加以分离。水分子电解形成微细氧气气泡：废污水在电解时会产生极细气泡，在阳极表面产生的为氧气气泡，这些气泡会与污染物质颗粒结合，使污染物上浮速度增快。初生态氧对污染物质及色度物质氧化：在阳极板电解过程中，于阳极铁板表面会产生不断的电解氧化作用，其中在过程中会产生一种高氧化能力的初生态氧原子，对污染物的氧化破坏或是色度物质的氧化脱色能力十分有效。2、阴极还原反应水分子分解成微细氢气气泡及OH-：水在阴极会电解产生微细氢气气泡同样会与污染物质结合，使污染物上浮速度增快。另外在阴极所产生的氢氧根则是重金属去除时所不可或缺的离子，可将重金属污染物改变为溶解性较差的状态，以利于自废水中分离。金属离子还原反应：废水中的金属离子在电化学反应时，部分会在阴极产生还原反应，而与铁质结合进而自水中分离。3、混凝作用金属离子形成氢氧化合物：在阴极所产生的氢氧根与电解分离的铁形成数种氢氧化合物型态，产生具混凝效果的混凝物质。氢氧化合物与污染物质形成胶羽：这些不同的氢氧化合物会与污染物质快速结合产生许多微细颗粒。胶羽碰撞结合形成棉絮状污泥：由于颗粒间的碰撞凝聚，加上微细气泡结合，使产生的胶体呈现棉絮状，胶羽比重较小适合浮除分离。4、浮除反应微细气泡与污泥结合浮除至水面：气泡与污染物结合形成比重较小的棉絮状胶体，可上浮至水面利于撇除分离。污泥上浮速度快缩短停留时间：由于上浮速度较快可在较短的时间内完成分离。污泥含水率可调整：在进行污染物分离的浮除槽中，可调整水面高低以控制撇除污泥的含水率。1.5 电化学废水处理优点1、停留时间短，约30分钟内可处理完成。占地面积小，约为传统化学混凝法的1/61/5。2、污泥产量少，仅约传统化学混凝之2/3，操作成本低。3、可移动性高，当厂房拆迁或制程改变时仍可适用。4、系统密闭，不会产生毒臭性气体逸散。5、土建工程少，施工容易，安装迅速6、停机后恢复迅速，不影响车间制程废水排放。7、可批次或连续操作，并可进行全自动操作，以节省人力。8、对油脂、色度、重金属及SS等物质去除效果特佳。9、适合多种水质处理，适用行业如：染整业、发电业、