标准化电絮凝设备

标准化电絮凝设备设计方案沈阳工业大学环境工程中心

目录

一、电絮凝工艺概述 (1)

1.1 电絮凝工艺原理 (1)

1.2 电絮凝工艺的应用与发展 (1)

二、标准化电絮凝设备的设计思想、依据与原则 (2)

2.1、设计思想 (2)

2.2、设计依据 (3)

2.3、设计原则 (3)

三、标准化电絮凝设备的构成、特征与优势 (3)

3.1、标准化电絮凝设备的构成 (3)

3.2、标准化电絮凝设备的特点与优势 (4)

四、标准化电絮凝设备规格与参数 (5)

4.1 流量调节装置 (5)

4.2 电解反应器 (6)

4.3 分离装置 (6)

4.4 直流电源 (6)

4.5 控制系统 (6)

五、标准化电絮凝设备的运行管理 (7)

5.1 安装及运行基本要求 (7)

5.2 日常运行维护 (8)

5.3 设备检修 (8)

5.4 特殊问题 (9)

六、工程概算 (9)

6.1、编制依据 (9)

6.2、设备投资估算表 (9)

6.3、总投资估算 (10)

七、运行费用 (10)

八、需要说明的问题 (10)

一、电絮凝工艺概述

1.1 电絮凝工艺原理

电絮凝是利用可溶性金属阳极在电解过程中产生的金属氢氧化物絮凝去除水中污染物质的水处理工艺。现实中，阳极材料通常采用铝、铁等易得而价廉的金属，以铁为例，其基本反应过程如下：阳极反应：Fe＋2e→Fe2+

阴极反应：2H2O＋2e→H2↑＋2OH-

水解反应：Fe2+＋2OH-→Fe(OH)2↓

电解生成的氢氧化亚铁沉淀具有良好的絮凝、吸附性能，能有效地从废水中去除污染物质。同时电解时阴极析出的氢气能形成大量微小的气泡，具有良好的气浮分离效果，因此电絮凝通常也称作电絮凝-气浮工艺。另外，电解过程中阳极表面会发生电化学氧化反应，而电解产生的亚铁离子和阴极析出的新生态氢具有较强还原性，因此电絮凝工艺还具有氧化还原功能。

1.2 电絮凝工艺的应用与发展

电絮凝工艺能有效去除水中胶体和悬浮类污染物质，并对乳化油、大分子有机物、微生物、重金属离子、氟离子、浊度和部分有色类物质具有良好的去除效果，因此能广泛地应用于各类废水治理和给水处理工程。和传统化学混凝相比，电絮凝工艺具有分离效果好、泥渣含水率低、占地面积小、易于实现自动控制等优点，具有广阔的应用前景。

早在上世纪初，国外就有报道采用专利电絮凝技术处理含有废水。

经过百余年的发展，电絮凝工艺业已被广泛地用于各种废水处理和给水净化工程。在研究和应用过程中，电絮凝工艺获得了很大改进，并取得了大量发明专利。这些专利技术对电絮凝工艺处理效果和能量效率的提高、应用范围的拓展做出了改进，推动了电絮凝工艺的发展。到目前为止，电絮凝工艺已经初步完成了设备化，国际上已有部分公司专业生产电絮凝设备，这些设备具有良好的适应性和较高的处理效果和能量效率。

国内早在上世纪六七十年代就开始研究电絮凝工艺。近二十年以来，国内科研单位和工业企业对电絮凝工艺进行了大量研究。这些研究涵盖了电镀、含油、印染、制药、屠宰、制革、化工等大部分难处理的行业废水，但这些研究还仅限于实验室规模，应用于工程实际的还很少。电絮凝工艺在国内没有得到广泛应用，其主要原因是电絮凝反应器设计方案不成熟，导致电解过程能耗高、处理费用过高。同时电解反应器加工制造难以标准化，电极易发生钝化，电极连接及更换困难，运行管理及维护麻烦等。因此，电絮凝亟待实现设备标准化并降低能耗。

二、标准化电絮凝设备的设计思想、依据与原则

2.1、设计思想

1、通过工艺设计、结构设计和机械设计实现设备标准化，降低设备能耗和运行维护难度。

2、坚持质量为本、安全第一的原则，选取价格合理、质量上乘的进口或合资产品，保证设备使用寿命和运行稳定性。

2.2、设计依据

1、沈阳工业大学环境工程中心研究推导的电絮凝过程模拟和电絮凝反应器设计模型

2、建设单位提出的设计要求及提供的基础资料

2.3、设计原则

1、通过标准化设计使设备结构合理、能耗大幅度降低。

2、通过合理化设计实现运行管理安全化、简便化和自动化。

3、针对现场情况，遵循节省占地、节约能源原则。

4、考虑现场特点，采取措施保证污水处理过程中不产生噪声、臭味等二次污染。

三、标准化电絮凝设备的构成、特征与优势

3.1、标准化电絮凝设备的构成

标准化电絮凝设备通常由流量调节装置、电解反应器、分离装置、供电电源和控制系统构成，如图1所示。其中流量调节装置用以计量和调节进入电絮凝装置的废水流量；电解反应器由一组金属电极板组成，在通电的情况下电解生成金属氢氧化物絮体和氢气，从而产生絮凝气浮作用；分离装置则为废水中污染物通过絮凝气浮作用进行分离提供了场所，其本质是一个气浮沉淀池，含有撇渣和刮泥装置，以实现渣（泥）水分离；供电电源是电解反应的供电装置，为电絮凝过程提供直流电流，以完成电解反应；控制装置的主要功能是实现整套电

絮凝装置协调、稳定、自动运行。

2

1-流量调节装置；2-电解反应器；3-分离装置；4-供电电源；5-控制系统

图1 标准化电凝聚设备的构成

3.2、标准化电絮凝设备的特点与优势

根据上述介绍可知，标准化电絮凝设备具有如下特点与优势：

第一、采用分体式设计，将电解与分离过程分别置于两个独立的装置中进行，使设备结构合理化，从而提高了处理过程效率。

第二、电解反应器中极板采用复极式连接，可有效减小极板间距，降低槽电压和能耗，吨水能耗比传统电絮凝装置降低75%～90%，同时简化了接电装置和极板更换操作。

第三、电解反应器中极板水平布置，与电极固定架结合，形成导流式电解反应器，大幅提高水流速度和水流湍动度，强化水力冲刷和