電凝聚處理印染廢水的能耗影響因素及節(jié)能技術(shù)研究.pdf

1、眾多研究表明電凝聚處理印染廢水過(guò)程不僅可以有效降低色度、去除各種污染物，而且相對(duì)于傳統(tǒng)絮凝法其具有污泥減量，二次污染少等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為“環(huán)境友好處理技術(shù)”。但是能耗過(guò)大的問(wèn)題一直限制著該項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用方面的推廣和發(fā)展，而目前相關(guān)方面的學(xué)者主要集中在電凝聚處理效果方面的探索，卻鮮有人對(duì)能耗進(jìn)行深入分析。
　　本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析電凝聚處理印染廢水中的能耗影響因素，致力于研究科學(xué)有效的電凝聚廢水處理節(jié)能技術(shù)。通過(guò)對(duì)廢水污染物去除機(jī)理、條件

2、參數(shù)、電解能耗構(gòu)成和電解池等效電路四個(gè)方面的探索和分析，尋找出影響處理效果的核心因素，藉此提出和研究電凝聚處理印染廢水的節(jié)能技術(shù)。旨在不影響處理效果的前提下，盡量降低電凝聚過(guò)程非核心因素的能耗以及如何充分利用電解過(guò)程中雙電層電容的節(jié)能效益。主要內(nèi)容包括:
　　研究電凝聚處理活性嫩黃X-6G印染廢水的機(jī)理過(guò)程，發(fā)現(xiàn)去除染料的關(guān)鍵在于金屬絮體的產(chǎn)生和對(duì)污染物的吸附，色度去除率可達(dá)80％以上;而氣浮和電極氧化還原分別單獨(dú)作用時(shí)僅有不足1

3、％和3.5％的色度去除率。但是其過(guò)程中氣浮可以有效地幫助絮體上浮脫離溶液，而電極氧化還原作用則可以使X-6G中的單偶氮鍵發(fā)生斷裂，生成的小分子物質(zhì)則更易被絮體吸附，從而提高了處理效率。
　　探索電凝聚處理過(guò)程中影響去除效果的決定性條件參數(shù)得到:電解處理的效果在本質(zhì)上是由電解過(guò)程中的電量決定的;研究發(fā)現(xiàn)，在極板材料和處理量不變的條件下，無(wú)論電流強(qiáng)度大小和電解時(shí)間如何變化，污水總在特定的電路電量下達(dá)到最佳處理效果，可知，影響處理效果的

4、關(guān)鍵因素是電解電路通過(guò)的電量;同時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵極板的處理能效遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁極板。
　　根據(jù)直流電解、周期換向電解、脈沖電解三種不同方式下處理過(guò)程的能耗構(gòu)成分析得到:電凝聚處理過(guò)程中產(chǎn)生大量金屬絮體，極板消耗量十分可觀，當(dāng)電解電壓很低時(shí)能耗以極板消耗為主，反之當(dāng)電解電壓很高時(shí)，則以電耗為主。而在工業(yè)電解過(guò)程中的電壓一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于臨界電壓值，因此在電凝聚處理過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電耗的研究;同時(shí)發(fā)現(xiàn)電耗和極板消耗兩者構(gòu)成比例僅與電解電壓有直接關(guān)系，不受

5、其他因素直接影響，兩者比值P=kU，U為電解電壓，k是比例系數(shù)，與極板金屬的原子量、金屬離子的價(jià)態(tài)和金屬的價(jià)格有關(guān)。
　　利用電化學(xué)阻抗譜的技術(shù)分析了電解過(guò)程等效電路的各個(gè)元件參數(shù):在染料濃度為600mg/L，電解質(zhì)Na2SO4濃度為0.01mol/L，極板面積為24cm2，極板間距為1cm時(shí)，計(jì)算得到溶液電阻Rs=12.69Ω，陰陽(yáng)極極化電阻分別為2.08Ω和0.34Ω，雙電層電容為28.63uF/cm2;在此過(guò)程中，影響處理效

6、果的核心因素為法拉第電流值的大小。
　　利用影響能耗的核心因素，提出電凝聚過(guò)程的節(jié)能措施建議:在不影響電化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上，盡量降低電解過(guò)程中溶液阻耗、陽(yáng)極鈍化阻耗、電極極化阻耗等;探索如何充分利用雙電層電容的節(jié)能效益實(shí)現(xiàn)低能耗脈沖電解處理廢水，其中雙電層電容的節(jié)能效應(yīng)體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是雙電層電容放電過(guò)程消減了電極電勢(shì)極化;二是雙電層電容放電時(shí)有效緩解了溶液離子的濃差極化;三是再次利用雙電層電容中能量時(shí)，沒(méi)有溶液阻勢(shì)的影響，電能的