目     錄

一、電絮凝工藝概述

1.1 電絮凝工藝原理

1.2 電絮凝工藝的應用與發(fā)展

二、標準化電絮凝設備的設計思想、依據(jù)與原則

2.1、設計思想

2.2、設計依據(jù)

2.3、設計原則

三、標準化電絮凝設備的構(gòu)成、特征與優(yōu)勢

3.1、標準化電絮凝設備的構(gòu)成

3.2、標準化電絮凝設備的特點與優(yōu)勢

四、標準化電絮凝設備的運行管理

4.1 安裝及運行基本要求

4.2 日常運行維護

4.3 設備檢修

4.4 特殊問題

一、電絮凝工藝概述

1.1電絮凝工藝原理

電絮凝是利用可溶性金屬陽極在電解過程中產(chǎn)生的金屬氫氧化物絮凝去除水中污染物質(zhì)的水處理工藝?，F(xiàn)實中，陽極材料通常采用鋁、鐵等易得而價廉的金屬，以鐵為例，其基本反應過程如下：

陽極反應：Fe＋2e→Fe²⁺

陰極反應：2H₂O＋2e→H₂↑＋2OH^-

水解反應：Fe²⁺＋2OH^-→Fe(OH)₂↓

電解生成的氫氧化亞鐵沉淀具有良好的絮凝、吸附性能，能有效地從廢水中去除污染物質(zhì)。同時電解時陰極析出的氫氣能形成大量微小的氣泡，具有良好的氣浮分離效果，因此電絮凝通常也稱作電絮凝-氣浮工藝。另外，電解過程中陽極表面會發(fā)生電化學氧化反應，而電解產(chǎn)生的亞鐵離子和陰極析出的新生態(tài)氫具有較強還原性，因此電絮凝工藝還具有氧化還原功能。

1.2電絮凝工藝的應用與發(fā)展

電絮凝工藝能有效去除水中膠體和懸浮類污染物質(zhì)，并對乳化油、大分子有機物、微生物、重金屬離子、氟離子、濁度和部分有色類物質(zhì)具有良好的去除效果，因此能廣泛地應用于各類廢水治理和給水處理工程。和傳統(tǒng)化學混凝相比，電絮凝工藝具有分離效果好、泥渣含水率低、占地面積小、易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。

早在上世紀初，國外就有報道采用專利電絮凝技術(shù)處理含有廢水。經(jīng)過百余年的發(fā)展，電絮凝工藝業(yè)已被廣泛地用于各種廢水處理和給水凈化工程。在研究和應用過程中，電絮凝工藝獲得了很大改進，并取得了大量發(fā)明專利。這些專利技術(shù)對電絮凝工藝處理效果和能量效率的提高、應用范圍的拓展做出了改進，推動了電絮凝工藝的發(fā)展。到目前為止，電絮凝工藝已經(jīng)初步完成了設備化，國際上已有部分公司專業(yè)生產(chǎn)電絮凝設備，這些設備具有良好的適應性和較高的處理效果和能量效率。

國內(nèi)早在上世紀六七十年代就開始研究電絮凝工藝。近二十年以來，國內(nèi)科研單位和工業(yè)企業(yè)對電絮凝工藝進行了大量研究。這些研究涵蓋了電鍍、含油、印染、制藥、屠宰、制革、化工等大部分難處理的行業(yè)廢水，但這些研究還僅限于實驗室規(guī)模，應用于工程實際的還很少。電絮凝工藝在國內(nèi)沒有得到廣泛應用，其主要原因是電絮凝反應器設計方案不成熟，導致電解過程能耗高、處理費用過高。同時電解反應器加工制造難以標準化，電極易發(fā)生鈍化，電極連接及更換困難，運行管理及維護麻煩等。因此，電絮凝亟待實現(xiàn)設備標準化并降低能耗。

二、標準化電絮凝設備的設計思想、依據(jù)與原則

2.1、設計思想

1、通過工藝設計、結(jié)構(gòu)設計和機械設計實現(xiàn)設備標準化，降低設備能耗和運行維護難度。

2、堅持質(zhì)量為本、安全第一的原則，選取價格合理、質(zhì)量上乘的進口或合資產(chǎn)品，保證設備使用壽命和運行穩(wěn)定性。

2.2、設計依據(jù)

1、電絮凝過程模擬和電絮凝反應器設計模型

2、建設單位提出的設計要求及提供的基礎資料

2.3、設計原則

1、通過標準化設計使設備結(jié)構(gòu)合理、能耗大幅度降低。

2、通過合理化設計實現(xiàn)運行管理安全化、簡便化和自動化。

3、針對現(xiàn)場情況，遵循節(jié)省占地、節(jié)約能源原則。

4、考慮現(xiàn)場特點，采取措施保證污水處理過程中不產(chǎn)生噪聲、臭味等二次污染。

三、標準化電絮凝設備的構(gòu)成、特征與優(yōu)勢

3.1、標準化電絮凝設備的構(gòu)成

標準化電絮凝設備通常由流量調(diào)節(jié)裝置、電解反應器、分離裝置、供電電源和控制系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1所示。其中流量調(diào)節(jié)裝置用以計量和調(diào)節(jié)進入電絮凝裝置的廢水流量；電解反應器由一組金屬電極板組成，在通電的情況下電解生成金屬氫氧化物絮體和氫氣，從而產(chǎn)生絮凝氣浮作用；分離裝置則為廢水中污染物通過絮凝氣浮作用進行分離提供了場所，其本質(zhì)是一個氣浮沉淀池，含有撇渣和刮泥裝置，以實現(xiàn)渣（泥）水分離；供電電源是電解反應的供電裝置，為電絮凝過程提供直流電流，以完成電解反應；控制裝置的主要功能是實現(xiàn)整套電絮凝裝置協(xié)調(diào)、穩(wěn)定、自動運行。

3.2、標準化電絮凝設備的特點與優(yōu)勢

根據(jù)上述介紹可知，標準化電絮凝設備具有如下特點與優(yōu)勢：

   第一、采用分體式設計，將電解與分離過程分別置于兩個獨立的裝置中進行，使設備結(jié)構(gòu)合理化，從而提高了處理過程效率。

第二、電解反應器中極板采用復極式連接，可有效減小極板間距，降低槽電壓和能耗，噸水能耗比傳統(tǒng)電絮凝裝置降低75%～90%，同時簡化了接電裝置和極板更換操作。

第三、電解反應器中極板水平布置，與電極固定架結(jié)合，形成導流式電解反應器，大幅提高水流速度和水流湍動度，強化水力沖刷和攪拌，防止電極極化和鈍化發(fā)生，增加了絮體與氣泡接觸機會，從而強化了絮凝氣浮效果。

第四、水流總體方向為自下向上，減少氣泡擁堵和堵塞。

第五、分離裝置采用圓形豎流式氣浮池，中心進水，周邊出水，流態(tài)穩(wěn)定、均勻，出水堰負荷低、出水水質(zhì)好。

第六、采用周邊傳動、一體式同步刮渣刮泥機，刮渣刮泥同步進行，設備具有結(jié)構(gòu)簡單、易于維護管理。

第七、采用無軸式不銹鋼螺旋輸送機，能完全適應含油廢渣的高粘度、易粘結(jié)等特點，實現(xiàn)順利排渣。

第八、采用大規(guī)模可控硅集成電路直流穩(wěn)壓電源，使用壽命長、輸出精度高、運行穩(wěn)定、操作簡便，采用自動定時切換正負極輸出設置，防止電極鈍化。

第九、電流不高，可采用絕緣電纜與電解反應器連接，電解反應器采用密封接電柱連接，無裸露電氣部件，安全性更高。

四、標準化電絮凝設備的運行管理

4.1安裝及運行基本要求

標準化電絮凝設備的現(xiàn)場安裝及運行管理應符合如下基本要求：

第一、應根據(jù)安裝及操作規(guī)程進行安裝及運行維護，禁止擅自更改安裝方式及條件，禁止違規(guī)操作。

第二、供電采用交流三相動力電（380V），間隔容量為直流電源額定功率的1.2～1.3倍，必須設置過載保護，過載保護形式可采用空開或保險絲。

第三、環(huán)境條件應符合電氣設備的要求，最大濕度、環(huán)境極端溫度、空氣含塵量等應符合相關(guān)設備（如直流電源）的工作環(huán)境要求。

第四、進水水質(zhì)應與設計水質(zhì)相差不大，嚴禁強酸、強堿等強腐蝕性廢水進入反應設備。廢水必須進行篩分預處理，以防止反應器堵塞。廢水中無機顆粒含量不能過高，防止設備磨損。

第五、控制方式可采取自動和手動兩種，建議采取自動控制方式，如需手動控制，應按照操作規(guī)程控制運行參數(shù)，禁止違規(guī)操作和頻繁啟閉及切換。

第六、應對操作人員進行安全操作培訓，保障設備及人身安全。

4.2日常運行維護

標準化電絮凝設備的日常運行維護工作主要有：

第一、設備啟閉：應根據(jù)設備運行管理手冊中所規(guī)定的啟閉方式及順序進行，嚴禁外部或前端突然切斷。

第二、電極更換：每套標準化電絮凝設備配備兩臺電解反應器，一用一備，并聯(lián)連接，當一組電解反應器中電極消耗完全，則切換啟動備用組，然后更換被消耗完的電極。根據(jù)水質(zhì)水量和運行情況，極板更換周期約為  天。極板更換方法非常簡單，即當極板消耗完后切斷電源連接，打開密封蓋，順次取出電極固定架和極板殘體，然后將事先裁剪好的鐵極板重新放入電解反應器，用電極固定架固定，更換完畢后蓋上密封蓋，然后連接電源即可。

第三、電源：應定期檢查電源運行工況，如發(fā)現(xiàn)異常應及時進行檢修和維護。

第四、電氣及機械設備：應定期檢查運行工況和設備狀況，如絕緣性能、運行穩(wěn)定性和設備損壞情況，如發(fā)現(xiàn)危險及損壞應及時進行修理。

第五、防腐與清淤：應定期檢查設備是否發(fā)生腐蝕及堵塞，應定期進行防腐和清淤維護。

4.3設備檢修

    標準化電絮凝設備除了需要良好的日常管理維護，還需要定期進行設備檢修，對關(guān)鍵部件和設備進行檢查、維修，以保證設備長期穩(wěn)定運行。

4.4特殊問題

    如在使用過程中碰到某些特殊問題，請進行詳細分析，并聯(lián)系設備設計及加工方共同探討和處理。