電解除磷反應器

一.產品概述

近年來，電化學技術正在逐漸有效地應用在廢水處理上，因為它具有凝聚、吸附、氧化還原、氣浮等作用，可以有效地用于脫色、殺菌、除重金屬離子、去除有機物以及放射性物質和其他污染物。基于此項技術，我公司聯合上海交通大學、北京科技大學等多所國內高校，潛心研究、共同開發了第三代新型電解除磷反應器，該設備結構緊湊、技術成熟、節能環保、無需設置復雜的加藥系統、操作簡單、易于實現自動化、對于生活污水處理*。

二.基本原理與特點

  電解除磷反應器的反應原理是以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產生Al、Fe等離子，在經一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離，同時帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩聚沉。廢水進行電解絮凝處理時，不僅對膠態雜質及懸浮雜質有凝聚沉淀作用，而且由于陽極的氧化作用和陰極的還原作用，能去除水中多種污染物。

以鐵電極為例：在電解過程中，陽極釋放的 Fe²⁺ 和溶液中的 Fe³⁺ 會與以磷酸根形式存在的磷發生反應生成難溶性鐵鹽。另外，部分 Fe²⁺ 和 Fe³⁺ 在一定的 pH范圍內與溶液中的 OH^- 反應生成難溶性的鐵的羥基化合物，這些含鐵的羥基絡合物能發生膠體絮凝，從而達到處理水質的作用。

主要反應如下：

陽極：

Fe-e^- = Fe²⁺ ； (1)

陰極：

2H⁺ +2e^- = H² ； (2)

在溶液中：

4Fe²⁺ +H₂O +O² = 4Fe³⁺ +4OH ^- ， (3)

Fe³⁺ +PO₄^3- = FePO₄↓， (4)

3Fe²⁺ +2PO₄^3- = Fe³(PO4)₂ ↓， (5)

Fe²⁺ +2OH^- = Fe(OH)₂ ↓， (6)

4Fe(OH)₂ +O₂ +2H₂O = 4Fe(OH)₃ ↓。 (7)

（1）氧化機理

電解過程中的氧化作用可以分為直接氧化，即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化；和間接氧化 ，利用溶液中的電極電勢較低的陰離子，例如OH-、Cl-在陽極失去電子生成新的較強的氧化劑的活性物質如[O]、[OH]、Cl2等。利用這些活性物質氧化分解水中的BOD5、COD、NH3-N等。

（2）還原機理

電解過程中的還原作用也可以分為兩類。一類是直接還原，即污染物直接在陰極上 得到電子而發生還原作用。另一類是間接還原，污染物中的陽離子首先在陰極得到電子，使得電解質中高價或低價金屬陽離子在陰極得到電子直接被還原為低價陽離子或金屬沉淀。

1. 絮凝機理

可溶性陽極如鐵鋁等 ，通以直流電后，陽極失去電子，形成金屬陽離子Fe2+、Al3+ ，與溶液中的OH-結合生成高活性的絮凝基團，其吸附能力*，絮凝效果優于普通絮凝劑，利用其吸附架橋和網捕卷掃等作用，可將廢水中的污染物質吸附共沉而將其去除。

（4）氣浮機理

電絮凝是對廢水進行電解，水分子電離產生H+和OH-，在電場驅動下定向遷移，并在陰極板和陽極板表面分別析出氫氣和氧氣。新生成的氣泡直徑非常微小，氫氣泡約為10～30μm，氧氣泡約為20～60μm；而加壓溶氣氣浮時產生的氣泡直徑為100～150μm，機械攪拌時產生的氣泡直徑為800～1000μm。由此可見，電解產生的氣泡捕獲雜質微粒的能力比后兩者高，且氣泡的分散度高，作為載體粘附水中的懸浮固體而上浮，這樣很容易將污染物質去除。電解氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物，也可以去除廢水中的親水性污染物。

三.設備功能作用

根據理論驗證與實踐經驗的結合，我公司研發的第三代電解除磷反應器對于生活污水處理的效果非常顯著，如下：

（1）磷

生活污水常含有大量的磷,排入水體會造成藻類過度繁殖,導致水體富營養化,使水質惡化。經過大量現場實踐經驗驗證，電解除磷反應器可以有效地將進水含磷量從2mg/L處理到0.5mg/L以下，磷去除率達到75%以上。

（2）COD

電化學技術在去除磷的同時，利用高效電解絮凝作用，生成吸附性*的高活性絮凝基團，對于非溶解性高分子有機物有較好的去除效果；同時，與電氣浮和電氧化作用相結合，可以進一步提高其對于有機物的去除率，尤其是對于難于生化降解的有機物，可以通過強氧化切斷化學鍵，提高有機物的可生化性，再結合生化處理方法可以進一步達到充分降解COD的目的，去除率一般在30%—80%。持續穩定的保證了出水一級A達標排放。
   （3）濁度、懸浮物

電化學技術因其高效的絮凝作用，對于水中的膠體顆粒和各種雜質顆粒均可實現非常好的吸附絮凝作用，使水中的微小顆粒聚合成較大絮團，形成的絮團比投加絮凝劑形成的絮團更大、更密實，從而利于沉降截留從水中分離。電絮凝技術處理出水結合沉淀、過濾技術可以使出水濁度控制在3NTU以下，若原水濁度非常高（>100NTU）,則只需簡單的改變運行參數即可，達到與處理較低濁度水時同樣的絮凝效果。 電化學技術對于濁度、懸浮物的去除率可達到90%以上。

（4）氨氮

電化學水處理技術是利用外加電場的作用，在特定的電化學反應器內，通過一系列化學反應、電化學過程或物理過程，達到預期的去除廢水中污染物或回收有用物質的目的。電化學氧化NH⁴⁺-N就是通過電極的直接氧化和間接氧化作用將NH⁴⁺-N轉化成氮氣的過程。

（5）細菌、病毒

電化學技術利用極板間強電場作用和反應生成的強氧化性基團的氧化作用，去除殺滅水中的細菌和病毒，其去除率可達到80%以上。

四.核心部件與技術

（1）節能型電化學電源

該電源是我公司推出的新一代智能環保型高頻脈沖自動換向電源，具有*水平的高頻開關電源計算機遠程分布式(集中)控制系統，內置PLC與計算機連接，通信組網，具有遠程計算機Windows人機界面控制或觸摸屏人機控制界面具有操作直觀方便容易、高品質直流脈沖輸出、可靠性強、效率高、可實現極板的自動換向、電耗僅為裝機功率的三分之一等顯著優點。

（2）新型金屬復合材料

電解板采用新型金屬復合材料，該材料含有電化學活性物質和添加劑，電化學活性物質是鐵的氧化物或氫氧化物，該電極復合材料具有良好的熱穩定性能以及良好的電化學性能，反應活性強，不易損耗，且更換費用低。

（3）新型極板防鈍化、板結系統

利用電化學技術處理污水的過程中，會產生大量陽極泥使電極板鈍化、板結，導電性減弱，從而影響了污水處理效果。我公司研發的第三代電解除磷反應器有效的克服了此項問題，延長了電極板的使用壽命，增強了設備的處理效果。

（4）*的模塊化電解槽

我公司研發的新型電解除磷反應器，極板采用*的雙極式排列組合方式，電流電壓分布均勻，電解效果好，并配有絕緣防短路裝置，安全可靠；電解槽呈模塊化、標準化、集成化，安裝、更換維修方便。

五.應用情況

新型電解除磷反應器既可以做成設備獨立使用，又可以與A/O一體化設備結合使用，將反應器各個模塊內置在A/O一體化設備內部，成為其一部分，根據一體化設備內部空間，處理量以及處理要求，訂制合適尺寸的模塊結構。

六.設備技術特點

· 投資費用低

· 運行費用低

· 維護維修費用低

· 無需添加任何化學藥劑

· 占地面積小

· 操作簡單，自動化程度高

· 設備處理時間短、處理效率高

· 設備處理產生污泥量少、污泥密實度高

七.設備運行成本

能耗：根據生活污水水質特點，處理1噸水耗電量為0.5——1.0KWh。

電極板損耗：根據生活污水水質特點，極板更換周期為1.5年，極板消耗成本為0.01——0.03元/噸水。

本說明僅供參考。

因設備改良，產品實物與說明有所出入，恕不另行通知，請諒解！

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