电化学水处理设备在循环冷却水系统的应用

电化学水处理设备在循环冷却水系统的应用

曹务魁

沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁省沈阳市110001

摘要：电化学水处理是一种环境友好的新型水处理技术，兼具除垢、杀菌、灭藻、缓蚀等功能，在循环水处理系统中应用日趋广泛，与传统的化学药剂水处理技术相比，具有显著提高浓缩倍数、节能、节水等优势。本文提出了化工安全生产特点和电化学水处理重要性；对当前电化学水处理应用现状进行分析，探讨了电化学水处理技术发展前景。

关键词：循环冷却水系统；电化学水处理；应用

中图分类号：TQ085    文献标识码：A

引言

近年来，电化学技术作为一种绿色、高效率的污染治理技术被广泛地应用在水处理工作当中。针对当前特殊工业产生的污水而言，传统的水处理方式并不能有效地消除其中的污染物，而电化学技术在此种情况下具有良好的治理效果，因此该种技术在全球范围内业受到了广泛的关注。在电化学水处理过程中，不需要增添其他物质，并且在实际反应过程中具有工艺灵活、氧化性强、易于控制等优点。但从饮用水处理角度来看，电化学技术的应用还有所欠缺。对此，相关部门和企业需要加强对电化学技术的研究，通过科技创新手段更好地发挥出电化学技术在水处理当中的重要作用，进而为我国水资源保护提供更好的技术支撑。

1 工业废水处理形式

工业废水处理主要是采用以下两种方式：（1）通过简单的预处理和特殊处理的工业废水，向市政管网中直接排放，混合生活污水后，在市政水厂中统进行一生化和深度处理。因为工业企业预处理工艺和市政污水处理厂的相关工艺具有相似性，针对工业废水中很难被微生物降解的污染物，可以转移到市政污水处理厂中，通过稀释处理统一排放，但是其中的有机污染物并没有得到彻底去除。（2）在工业园区中通常建立集中式污水处理厂因为各个企业排放的废水水质具有较大的差异性，而且废水量也不同，企业需要预处理园区内的废水，并且在污水处理厂统一处理各企业排放的污水，利用这种处理模式可以共享废水处理设施，提高污水处理设备的利用率，节省废水处理成本，同时也可以降低环保部门因为分散管控产生的压力。但是这种统一管理园区废水的模式，如果发生问题，不利于确定责任人，因而降低了整体的约束力。

2 电化学水处理技术的应用

2.1 电渗析水处理技术

电渗析水处理技术是一种在现代化科技材料基础上所实现的水处理技术，在实际的应用过程中主要是通过离子交换膜来实现溶液当中污染离子的分离。在整个电渗析水处理过程中，包含有阴阳电极、阴阳离子交换膜、隔板等部件。在净化水的过程中，需要在溶液当中通入电流，利用电位差驱动，基于离子交换膜分离出溶液当中的电解质，进而实现溶液的提纯。为了验证电渗析水处理技术的实际效果，我国相关专家利用该种技术进行了农药生产废水的净化，实验研究结果表明，农药生产废水在电渗析水处理技术应用后，其中有95.8%的盐分被去除，总碳去除率也高达72.3%，由此可见电渗析水处理技术具有良好的水质净化效果。除此之外，在电渗析水处理技术的应用过程中，也可以将其与电化学氧化技术相结合，此种方式不仅能够提高污水处理能力，对降低能耗，提高净化效率也有着积极的影响。

2.2 电凝聚法

Fe2+、Fe3+等利用电解技术，从铁屑和铁板中生成，铝板也可以用这个方法，生成或Al3+。这个过程中，Fe（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3等再絮凝生成，此时水中的污染物也被祛除。在化工安全生产中的供水，可以有一部分用铁，通过电凝聚法溶解。这是通过Fe2+氧化成Fe3+的作用机理，利用它们与新生态氧和溶解氧的不溶性阳极反应进行的。电化学水处理技术进而水解，从而形成氢氧化铁的胶体，还要砂滤去除。同时OH-引起pH值上升，这是阴极反应造成的。过滤条件也由于从产生的微气泡中高铁胶体集聚成较大的颗粒，而得到改善。电化学水处理中电流密度4.0mA/cm2、通电率为50%，就可以由4.0mg/L含铁量降至0.3mg/L。这个过程，非常适合小规模的供水系统，没有任何化学药剂添加，不易造成污染。在75.11%、80%和80%以上的COD、SS及色度去除率，表明双铝电极电凝聚气浮强化一级电化学水处理方式，非常有价值。

2.3 电气浮水处理技术

电气浮水处理技术是现代化水处理技术当中最常见的一种，该种技术在应用当中主要是在溶液当中通过电流，在电解作用的影响下阴阳极表面会产生大量的微小气泡，这些气泡在上浮的过程中，水中的悬浮物和油脂会附着在气泡表面，进而实现上浮去除的目的。通常情况下，电气浮水处理技术需要与其他水处理工业技术相结合，以此来达到最佳的水处理效果。我国相关学者在该方面也有了深入的研究，其中为了验证电气浮水处理技术与其他水处理技术融合效果，在农业废水处理过程中应用了电气浮-微电解-生化水处理联合工艺手段。实验结果研究表明，农业废水当中的化学需氧量（COD）去除率能够达到99.1%，而且水中有97.5%的NH3-N被去除，并且此种综合处理技术有着长期稳定的处理效果，处理过后的水质也符合我国污水排放三级标准。

2.4 电化学氧化法

电化学氧化法是利用电解质中各种金属成分之间的电位差异，使溶解的金属以自由状态和束缚状态沉淀于阴极。该方法可有效去除水中的重金属离子，并可以对水中的重金属元素进行有效回收，而且不会造成二次污染。合适的电位对于电镀过程至关重要，因而开发出一种新的电极结构，是实现这一过程的关键。根据废水中各种污染物及各种工艺条件，可以选择各种类型的电解池。

3 电化学水处理技术发展前景

3.1 电化学水处理技术材料研究

电极材料能够影响电化学水处理反应速度，从而被称为电催化。电极材料不仅对电化学水处理的反应效率有影响，同时对发生反应的数量有影响[6]。例如高析氧电位是用Sb2O3覆盖的Ti/SnO2电极，进行有机化工污水处理，通过活性炭纤维与铁，进行导电和吸附，加入催化和氧化还原，气浮等性能，实现污水处理。当前高效催化电极的炭黑催化剂等相关研究，还不够完善，需要深入研究。

3.2 电化学水处理技术反应器结构发展

非常处理中的电解质溶质浓度，对电化学水处理非常重要，当导电率太低时，就需要对电化学反应器进行结构改进，复极性固定床电催化反应器，应该是当前研究的主流。

3.3 电化学水处理技术供电方式研究

电化学水处理中，采取电化学脉冲方法，对溶液中化合物的活性凝聚方法，是优于其他絮凝剂的使用，因此可以进行高电压、小电流脉冲供电和高压脉冲电凝法研究。

4 结束语

通过分析比较，几种快速检测方法都有其适用的工作场所，通过对操作工的专业培训，使其准确掌握各类检测仪器的操作和维护方法，不但能够提高工作效率，还能降低企业的成本投入，一般推荐企业配备扩散式和泵吸式便携式气体检测仪，如有条件的大中型企业可配置1台便携式红外热成像气体检测仪，并在应急救援过程中搭配无人机或机器人气体检测仪，几种分析仪器相互配合，能够完成生产过程中各种现场气体检测需求，确保企业的安全生产。

参考文献：

[1] 段汝元,宋子平,李宁辉.FEC电化学水处理技术在工业循环水处理中的应用[J].山东化工,2018,47(16):199-201.

[2] 郝军,吕士成,张开坤.电化学技术处理余热发电循环水的成功应用[J].水泥工程,2017(06):66-67.

[3] 薛峰, 新型环保电化学水处理设备的研究与开发应用. 内蒙古自治区,内蒙古星力环境科技有限公司,2017-07-27.

[4] 徐祖群. 太阳能电池驱动的电化学水处理技术与设备研究[D].华中科技大学,2009.

[5] 夏静. 电化学技术控制军团菌的机理和应用研究[D].同济大学,2008.