什么是电凝聚?其原理如何?
电凝聚是利用电化学方法产生氢氧化物作为凝聚剂净水的一种工艺。作为阳极,在电流作用下,金属离子进入水中与水电解产生的氢氧根形成氢氧化物,氢氧化物絮凝将杂质颗粒吸附。生成絮状物。
电凝聚是对经过自来水厂常规净化后的水进一步净化的一种预处理技术。电凝聚能除浊、脱色,还能去除水中重金属离子和细菌,对去除水中的有机物质也有一定的效果。它的装置具有结构紧凑,占地面积小,不需要使用药剂,维护操作方便和实现自动化容易的优点。应用电凝聚净水装置进一步净化生活饮用水,对于提高水质起到了积极的作用,并能满足一些以水为原料的工厂,如食品厂、饮料厂
、化妆品厂等生产中用水的需要。此外,电凝聚净水工艺还可用来作为纯水和高纯水的预处理工艺;也可处理生活污水和各种工业污水。
作为金属阳极可以是铝或铁。如铝做阳极时,当直流电源通电后,阳极金属放电成为金属离子并进入水中。
A1-3e→A13+
水被电解
H2O→H++OH-
带正电荷的氢离子在阴极上获得电子成为氢气。
2H++2e→H2↑
带有负电荷的氢氧根离子向阳极移动,并在阳极放电,生成新生态的氧。
4OH--4e→2H2O+2［O］
在阴极产生氢气气泡,在阳极产生氧气气泡,这些气泡上升时,就能将悬浮物带到水面,于是在水面上就形成了浮渣层,带到水面的物质增多后,浮渣层就变密或变厚。
过程中产生的Al
3+与OH
-反应生成Al(OH)
3,这是一种活性很强的凝聚剂
Al3++3OH-→Al(OH)3↓
如果以铁作为阳极,可能发生的电化学反应是:宽
铁的溶解
Fe-2e→Fe
2+
Fe2+与OH-反应生成氢氧化亚铁
Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓
Fe(OH)
2氧化成氢氧化铁,它也是一种强活性凝聚剂。
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓
反应生成的氢氧化铝或氢氧化铁,与水中的悬浮颗粒生成絮状物,这些絮状物相对密度较小时就上浮分离,相对密度较大时则向下沉淀分离。
因此在通直流电进入水中的过程中,就同时有两个作用:一个是产生的气体将悬浮物带到水面形成浮渣层进行分离,另一个是反应生成的氢氧化铝或氢氧化铁是凝聚剂,可以使悬浮小粒凝聚起来,依靠相对密度的不同上浮分离或沉淀分离。
此外,电凝聚还有共沉淀作用,即电凝聚时产生Fe(OH)
3与水中金属氢氧化物共沉淀,如果铝做阳极时,形成的Al(OH)
3还能吸附水中的硅化物和氟化物。同时,在阴、阳电极处可发生氧化、还原作用,还可以去除水中的一些有害物质,如氰根被氧化变
成CO
2和N
2而除去,水中Cr
6+通过还原成毒性较小的三价铬。
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