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电解是什么?

点击次数:267  发布时间:2020-07-08

电解质溶液在电流的作用下,发生电化学反应的过程称为电解。在电解过程中,溶液与电源的正负极接触部分同时发生氧化还原反应。当对某些废水进行电解时,废水中的有毒物质在阳极失去电子(或在阴极得到电子)而被氧化(或还原)成新的产物。这些新产物可能沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部,也有的情况下会形成气体逸出,从而降低了废水中有毒物质的浓度。这种利用电解的原理来处理某些废水的方法,就是废水处理中的电解法工艺。(多参数控制器

 

二、电解设备和装置

(一)电解槽

电解槽多为矩形,按废水流动方式分为回流式和翻腾式,如图4-30所示。回流式水流流程长,离子易于向水中扩散,容积利用率高;但施工和检修较困难。翻腾式的极板采用悬挂方式固定,极板与池壁不接触而减少了漏电的可能,更换极板也较方便。(多参数控制器

极板间距应适当,一般约为30~40mm,过大则电压要求高,电耗大;过小不仅安装不便,而且极板材料耗量高。所以极板间距应综合考虑多种因素确定。

 

图4-30 电解槽结构式

电解需要直流电源,整流设备可根据电解所需要的总电流和总电压选用。

(二)板板电路

极板电路有两种:单极板电路和双极板电路,如图4-31所示。生产上双极板电路应用较普通,因为双极板电路极板腐蚀均匀,相邻极板接触的机会少,即使接触也不致发生电路短路而引起事故,因此双极板电路便于缩小极板间距,提高极板有效利用率,减小投资和节省运行费用等。

 

图4-31 电解槽的极板电路

 

三、工程实例

(1)采用电解法处理电镀废水应用的实例比较多。由于电镀废水的水量一般较小,所需处理设备经常可以采用聚氯乙烯塑料槽制作,运行中可以连续运行,也可以根据水量情况采取间接运行。该工程中电解槽采用了翻腾式,槽体采用钢筋混凝土制作。电解槽结构如图4-32所示。

电解槽中空气管的目的是供给空气进行搅拌,以增加铁离子与六价铬离子的碰撞机会,以加速六价铬的还原速度,同时也为防止电解槽内氢氧化物的沉淀。一般空气用量为0.2~0.3m3/(m3min),空气压力可采用96~98kPa。为增加废水导电能力,减少电能消耗和利用氯离子去除极板上的钝化膜,需向电解槽中投加食盐(NaCl),投量一般为1~2g/L。电解槽的重要运行参数是极水比,即浸入水中的有效极板面积与槽中有效水容积(有电流通过的废水体积)之比,此值取决于极板距,在总电流强度一定的条件下,极水比大(极板距小)时,放电面积大,电流密度小,超电势也小,因而可提高电解的效率;但极水比过大,极板材料的耗量也会增加很多,所以极水比一般采用2~3dm3/L。

流程中的沉淀池是用以分离在电解过程形成的Cr(OH)3和Fe(OH)3,电解处理过程中产生的含铬污泥含水率高,密度小,经24h沉淀后,含水率仍在99%左右,相对密度约为1.0l。沉淀的沉淀时间一般按1.5~2.0h设计。

 

 

图4-32 含铬废水电解处理翻腾式电解槽

1-电极板;2-吊管;3-吊沟;4-固定卡;5-导流板;6-布水槽;7-集水槽

8-进水管;9-出水管;10-空气管;11-空气阀;12-排空阀

电解处理含铬废水操作简单,处理效果稳定,Cr6+通常可降至0.1mg/L以下。

(2)在前些年研究开发的基础上,目前国内一些环保设备厂家已能够生产用于电镀废水处理的电解装置,及用于印染废水处理等所需的电絮凝装置。在设计这类工程时,一般可根据具体水质水量情况和处理要求予以选用。图4-33示出了另一处理电镀含氰、含铬废水处理的工艺流程图。

 

图4-33 含氰、含铬电镀污水处理流程

含铬废水中包括镀铬、钝化及电抛光槽排出的洗涤水。水量约6m3/h,含六价铬大于50 mg/L。

含氰废水中包括氰化镀锌、氰化镀镉和氰化镀银等工艺的镀槽排水及洗涤水。水量约为3m3/h,含游离氰大于25mg/L。

该设计中采用了GJH-01型含铬污水电解设备(处理水量6m3/h,直流电压36V,300A和QJH-01型含氰污水处理装置(处理水量6m3/h,直流电压36V,300A)。经过多年运行,废水经过处理后,六价铬和游离氰浓度均低于0.5mg/L,达到国家规定的排放标准。

 

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