电絮凝技术 全面介绍经典

培训课程：电絮凝技术与水样的采集与保存运输

培训部门：环保工程部

培训地点：室内

培训时长：

辅助工具：投影仪、

培训大纲：

一、背景与依据

I、重金属概念、危害

2、法律要求

二、电絮凝技术

1、重金属污染废水治理工艺与比较

2、电絮凝原理

3、电絮凝部分试验结果

4、电絮凝工程应用

5、电絮凝前景

培训内容，

一、背景与依据

(-)重金属:指化学元素周期表金属栏内原子量超过40以上之金属元素均称为重金属，如:铜、汞、

镉、锌、铅、银、铭、钵、铁等。

在环境污染方面所说的重金属主要是指汞(水银)、镉、铅、铝以及类金属神等生物毒性显著的重元

素。

(二)危害：重金属有致癌、致畸、致突变性。

帝兄重金曷的危害

封人般的危害

汞(Hg)中幅神^系统受揭、胃腻病堤、孕嫦汞中毒，易羟下畸形完或是智能不足的要兄。

(As)扁脚病、肝臀病燮、皮肩癌、肺癌、膀胱癌。

(Pb)心血管疾病、霜凰、躺中凰、尿毒症、^血、12知能力障磁。

(Cd)痛痛病、肝臀病燮、戟骨症及自凝性骨折、前列腺癌。

(Cu)肝督病燮、肺癌、中福神程俱害，

(1)世界公害事件

水俣病一汞

骨痛病——镉

伊拉克小麦中毒事件一甲基汞

前苏联大气铝污染事件——辂

(2)中国国内重金属污染事件

•2005年9月“镒三角”污染事件

•2005年12月广东北江“镉”污染事件；

・2006年1月湘江‘福”污染事件；

•2006年4月到9月甘肃省徽县“血铅”事件

•2006年9月湖南岳阳“碑”污染；

•2007年4月湖南茶陵“铅”污染事件:

•2008年云南阳宗海碑污染事件

•2008年广西河池碑污染事件

（3）危害性特点是:微量浓度即可产生毒性（一般为1〜10亳克/升，汞、镉为0.01〜0.001毫克/升）;

在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物（如洋一甲基汞）；可被生物富集，通过食物链进入

人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素（汞、镉、铅、锌、硒、铜、伸等）与人体组织某些酶的疏基（-SH）

有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素（铁、锲）可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨的的

活性。六价格可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能

致癌，过量的铀和锌（亲岩元素）则能损害神经系统的机能。

（三）法律要求

标准是如何制定出来的？

汞一一人体每天最大摄汞量为0.03mg/人天、0.5微克/天公斤体重

水生生物对汞的生物浓缩系数高达104以上，鱼体中累积的汞浓度应低于世£组织推荐的0.5

微克/公斤，换算成淡水水体基准值为0.05微克/升

（1）污水综合排放指标

・GB8978-1996规定的一类污染物共13种：

•总汞(Hg)O.O5mg/L

­烷基汞不得检出

•总镉(Cd)O.lmg/L

•总络(Cr)1.5mg/L

・六价倍（56+）0.5mg/L

•总碑(As)0.5mg/L

・总铅(Pb)0.5mg/L

・总银(Ni)1.Omg/L

•苯并（a）花0.00003mg/L(0.03ug/L)

•总镀(Be)0.005mg/L(5Ug/L)

•总银(Ag)0.5mg/L

・总a放射性IBq/L

•总B放射性IBq/L

•二类：总锌（Mn）2.0mg/L,总锌(Zn)2.0mg/L

（2）地表水水质标准

序号金属I类水质n类水质m类水质W类水质V类水质

10铜W0.011.01.01.01.0

11锌w0.051.01.02.02.0

12氟化物（以F・计）＜1.01.01.01.51.5

13硒W0.010.010.010.020.02

14种w0.050.050.050.10.1

15汞w0.000050.000050.00010.0010.001

16镉w0.0010.0050.0050.0050.01

17铭（六价）W0.010.050.050.050.1

18铅W0.010.010.050.050.1

19氯化物&0.0050.05().20.20.2

20挥发酚W0.0020.0020.0050.010.1

二、电絮凝技术

（一）重金属污染废水治理工艺与比较

1、含重金属废水处理工艺概述

含重金属废水处理方法主要有化学法、物理化学法、电絮凝法和生物法等，包括化学沉淀、电絮

凝、离子交换、膜分离、活性碳和硅胶吸附、生物处理等方法。

化学沉淀法：具有运行成本高、占地面积大等缺点；

生物法：存在对入水水质要求高、自动化程度低等劣势。

电絮凝法：具有效果好、运作费用低、易于管理和操作等优点，口益受到人们的关注。

2、化学沉淀法：

通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉

淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的

影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，运行成本非常高，产生的沉淀废渣量大且难

以处

3、物理化学法——离子交换法

在离子交换器中进行，此方法借助离子交换剂来完成。在交换器中按要求装有不同类型的交换剂，

含重金属的液体通过交换剂时，交换剂上的离子问水中的重金属离子进行交换，达到去除水中重金属离

子的目的。这种方法受交换剂品种、产量和成本的影响。几年来，国内外学者就离子交换剂的研制开发

展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现，在电镀或水深度处理、高价金属盐类的回收等方

面，离子交换法越来越展现出其优势。

4、物理化学法——膜分离技术

是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质

进行分离或浓缩的方法，包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用卜，利用阴阳离子交换膜对

溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离的一种物理化学过程。隔膜电解是以膜隔开电

解装置的阳极和阴极而进行电解的方法，实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上述方法在运

行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。

离子交换法和膜分离技术适用于含较低浓度重金属离子废水的处理。

5、生物法

生物吸附是对于经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的概括理解，这些作用包

括络合、鳌合、离子交换、吸附等。这些微生物从溶液中分离金属离子的机理有胞外富集、沉淀；细胞

表面吸附或络合；胞内富集。其中细胞表面吸附或络合对死活微生物都存在，而胞内和胞外的大量富集

则往往要求微生物具有活性。生物处理法是•种传统的水处理方式，但其主要针对的是生活污水等可生

亿性能好、水质毒性小、水质稳定性好的污废水。生物处理法具有运行成本低、处理效果较好等优势。

但生物处理法同时也存在占地面积大、自动化程度低、易受来水水质变化、污泥量大等缺点。

（二）电絮凝原理

1、电絮凝发展历史

1889年，在伦敦首次提出了使用电极净化水的概念1903年，英国伦敦苜次成功采用高压（150伏）大电

沆铁阳极电絮凝技术去除水中的油

1909年，美国批准了使用Al-Fe电极电解法净化废水的专利并开始采用电絮凝技术处理市政污水

1946年，美国首次大规模使用电絮凝技术净化饮用水，该技术利用A1阳极电解反应产生氢氧化铝絮状

物，移除饮用水中的色度

3、电絮凝和其它技术的比较

（图表）

处理方法反应机理优点缺点

通过生物吸附以及微处理方法较化学药剂占地面枳大，投资高，受废水成分

生物法生物新细胞物质合成法简单，污泥量较化和浓度限制，停留时间长，不易管

而消耗降解学药剂法少。理，处理水不能回用

加入混凝剂，减少电占地面枳大，处理费用高，污泥量

亿学药剂荷及双电层的有效距大，适用范围窄，对不同的废水需

应用较为广泛

法离，通过吸附架桥形添加不同的药剂，废水需分流处理，

成大絮团。对操作人员要求很高。

处理成本三者中最

低，污泥量三者中最

使用电能代替昂贵的

少，占地面枳三者中对类似生活污水的废水处理W:•价比

电絮凝法化学药剂的电化学处

最小，自动化程度高,较低。

理方法

易管理，能够同时去

除多种污染物。

电絮凝技术和化学药剂法比较

（1）电絮凝处理工艺运行平稳，水质稳定，同时克服了由于药剂生产厂家的变化，药剂质量变化、

药剂配比性变化、药剂投加量的变化等因素造成的处理质量的不稳定；

（2）电絮凝处理工艺在投资方面与传统的加药处理工艺基本相当，但运行成本仅为传统加药处理工

艺的1/5-1/10；

（3）化学絮凝产生的污泥含水率高，难于脱水，产生的金属氢氧化物属于危险废物，而可絮凝法产

生的污泥量比传统的加药处理工艺产生的污泥量少40%,从而大大降低了污泥的处置费

（4）电絮凝法不会使水中的SO42-、。一、NO3-、PO43-及C源等细菌和藻类生长必须的成分产生

富集而使水体富营养化；

（5）电絮凝法产生的氢氧化物比药剂法的活性高，凝聚吸附能力强，处理效果好；

（6）在电絮凝过程中，阳极上产生的氧和氯可使有机物发生氧化而成为无害成分，并起到杀菌作用；

（7）在电絮凝过程中，阴极上发生的还原作用使氧化型色素还原而成为无色物质：

（8）电絮凝处理后形成的絮体比常规化学法（如用氯化铁或硫酸铁）形成的絮体大且密实些，沉降

速度和滤速也较快些。

（9）电絮凝设备的投资和化学药剂法设备的投资相当，但前者不用加药，体现污水处理的绿色环保;

（10）电絮凝设备紧凑，占地面积小，仅为药剂法的1/5；

（II）电絮凝设备自动化程度高，可控性好，管理简单，对操作人员的要求较低。

4,电絮凝技术的独特优势

由于电絮凝过程中电解反应的产物只是离子，不需要投加任何氧化剂或还原剂，对环境不产生或很

少产生污染，被称为是一种环境友好水处理技术。电絮凝法具有很多的优点，如I：

（1）设备简单，占地面积少，设备维护简单：

（2）电絮凝过程中不需要添加4何化学药剂，产生的污泥最少，且污泥的含水率低，易于处理；

（3）操作简单，只需要改变电场的外加电压就能控制运行条件的改变，很容易实现自动化控制；

（三）电絮凝部分试验结果

1、电絮凝小试实验结果

指标pH电碑睇铅铜锌

处理前3.750233.81.800.760.580.84

处理后（一号7.50.080.19未检未检未检

处理后（二号8.4607未检0.08未检未检未检

2、电絮凝中试试验数据

样品取样PbZnCl!CdAsCa

日期PH

名称时间(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)

0:009.941.1381.720.151.740.13614.1

2:007.20.9757.130.091.570.15621.5

4:001.980.6935.270.0661.040.25660.6

6:002.550.4635.40.0871.280.17598.5

8:008.611.0794.590.191.560.14462.6

原水10:009.121.4130.30.281.680.07437.5

（综合）12:008.266.13180.90.682.160.31427.8

14:0011.2724.964663.744.781.81610.1

16:008.3321.37413.23.184.421.67509.2

18；008.6412.53283.11.813.421523.4

820:008.76.52148.90.861.940.47523.5

月22:009.34.251030.591.170.34531.2

140:008.810.033未检出未检出0.0220.0082492.9

日2:008.790.025未检出未检出0.0120.01445.7

4:009.320.0190.084未检出0.0180.014468.7

6:009.360.0064未检出未检出0.00440.005452.6

8:009.43未检出未检出未检出0.0028未检出372.6

10:008.27未检出未检出未检出0.0180.022283.9

处理后

12:008.96未检出未检出0.00010.0080.0043306.4

14:008.46未检出未检出0.00050.011未检出286

16:007.580.0127未检出未检出0.01160.012276.7

18:008.16未检出未检出未检出0.0250.0086262.7

20:007.65未检出未检出未检出0.0450.015280.3

22:008.96未检出未检出未检出0.038未检出310.2

3、采用电絮凝处理前后总镉排放浓度比较

300

■化学处理后排放

27O

24O■电察般工艺处理

后排放浓吱

21O

8O

1

5O

1

2O

1

9O

6O

3O

O

时间

06:00)010:0012:0014:0016:0018:0020:00

4、采用电絮凝处理前后总碑排放浓度比较

■化学处理后川

放浓度

理后持放深段

I—

I

时间

00:0002:0004:0006:0008:0010:0012:0014:0016:0518:0020:0022:00

5、采用电絮凝处理前后pH值比较

■化学处理后

排放值

12■电紫凝工艺

处理后排放

11