摘要：比較了化學(xué)法與電化學(xué)法處理乳化液污水的特點(diǎn)。采用電脈沖電源技術(shù)進(jìn)行了實(shí)際應用，結果表明電脈沖凝聚技術(shù)在乳化液污水處理取得了良好的處理效果，同時(shí)減少了能源的消 耗和電極的極化。
關(guān)鍵詞：乳化液水處理污水含油污處理電凝聚法
一、乳化液廢水處理工藝
（一）廢水水量、水質(zhì)、排放標準。
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（二）乳化液污水處理。
1、乳化液污水的處理方法。乳化液 污水屬于含油污水類(lèi)型。對不同形態(tài)的油采取不同的方法，重點(diǎn) 是乳化油的處理，同時(shí)除去化學(xué)添加劑、COD等。
①可浮油：油 珠顆粒較大，一般大于15μm,通常大部分以浮油形式存在，以 連續相的油膜漂浮于水面而能被撇除，主要采用隔油池去除。
② 分散油：粒經(jīng)在1～15μm的微小油珠懸浮分散于水相中，不穩 定，靜置一段時(shí)間，可聚集成較大的油珠轉化為可浮油，也可能 在自然和機械作用下轉化為乳化油。
③乳化油：由于表面活性劑 的存在，油在水中呈乳液狀，易形成O/W型乳化微粒，粒徑小于1μm，表面常常覆蓋一層帶負電荷的雙電層，體系較穩定，不易上浮于水面。必須經(jīng)過(guò)破乳后才能夠處理。
目前，乳化液污水 處理方面，一是化學(xué)藥劑法(藥劑破乳)工藝過(guò)程為：加藥(破乳) →沉降→過(guò)濾或加藥(破乳)→氣浮→過(guò)濾法�；瘜W(xué)藥劑法具有工藝成熟、可靠的特點(diǎn)。實(shí)際應用方面也取得了較好效果。但是從節約能源和合理化使用資源及操作管理的角度看，化學(xué)藥劑破乳法不同程度地存在成本高、使用受局限、工藝過(guò)程復雜(如藥劑 的篩選、投加量、投加點(diǎn)、投加方式、現場(chǎng)的配置等)操作不便等不足之處。特別是近年來(lái)乳化液產(chǎn)品的穩定性得到很大提高， 采用化學(xué)藥劑法破乳一是時(shí)間長(cháng)，二是用藥量大，三是難以找到合適的破乳劑等問(wèn)題時(shí)常出現。電化學(xué)方法治理污水具有無(wú)需添加(或少量添加)氧化劑、絮凝劑等化學(xué)藥品；水質(zhì)適應范圍寬，并能夠處理復雜的一般方法難以處理的污水；設備體積小，占地 面積少，操作簡(jiǎn)便靈活等優(yōu)點(diǎn)。但電化學(xué)方法存在著(zhù)能耗大、陽(yáng)極鈍化、成本高等缺點(diǎn)。限制了電化學(xué)方法在污水處理中應用。
2、脈沖電化學(xué)法處理乳化液廢水。
近年來(lái)國內外大力開(kāi)展電化 學(xué)技術(shù)在廢水處理方面的應用理論和技術(shù)的研究已在很多領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。本文主要介紹一種電化學(xué)處理廢水的新方法—— 脈沖法處理廢水，該方法應用了脈沖電源技術(shù)，克服了恒壓電化 學(xué)法的弱點(diǎn)。具有高效率、低功耗、鐵耗小、電極不易極化等優(yōu)點(diǎn)。
①電凝聚原理。
電凝聚是以金屬為溶解性陽(yáng)極(一般為鋁或 鐵)，在電解時(shí)產(chǎn)生的Al3+或Fe3＋離子生成電活性絮凝劑，來(lái)壓 縮膠體雙電層使其脫穩，以及吸附架橋網(wǎng)捕作用來(lái)實(shí)現的：Al→ Al3++3e或Fe→Fe2＋+2e Al3++3H 2 O→Al(OH) 3 +3H或4 Fe2＋ +O2+2H 2O→4 Fe3＋+4OH一方面形成的電活性絮凝劑M(OH)n，被稱(chēng)為可溶性多核羥基配合物，作為混凝劑能快速有效地凝聚污 水中的膠體懸浮物(細微油珠和機械雜質(zhì))并“架橋”聯(lián)接，凝成 “大塊”而加速分離。另一方面乳化液膠體在A(yíng)l鹽或Fe鹽等電解質(zhì)作用下壓縮雙電層，因庫侖效應或凝結劑的吸附作用，導致膠體凝聚而實(shí)現分離，發(fā)生電絮凝劑。雖然電活性絮凝劑的電化學(xué) 活性(壽命)僅幾分鐘，但對雙電層電位差影響極大，即對膠體粒子或懸浮微粒的凝聚作用極強。因而，其吸附能力與活度，比加入鋁鹽試劑的化學(xué)方法高得多，且用量少，成本低，不受環(huán)境、水溫及生物雜質(zhì)的影響，亦不會(huì )發(fā)生鋁鹽與水的氫氧化的副反 應，因而所處理污水的酸堿度范圍就較寬。另外，電極表面釋放 出的細小氣泡加速了膠體的碰撞和分離過(guò)程。陽(yáng)極表面的直接電 氧化作用和Cl－轉化成活性氯的間接電氧化作用對水中溶解性有機物和還原性無(wú)機物有很強的氧化能力，陰極釋放出的新生態(tài)氫 和陽(yáng)極釋放出的新生態(tài)氧具有較強的氧化還原能力。通常，電化 學(xué)反應器內進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程是及其復雜的。在反應器中同時(shí)發(fā)生了電凝聚、電氣浮和電氧化過(guò)程，水中的溶解性膠體和懸浮態(tài)污 染物在混凝、氣浮和氧化作用下均可以得到有效轉化和去除。
② 脈沖電化學(xué)法原理。
將電極板與脈沖電源相連接構成電解體系， 其進(jìn)行的電解過(guò)程就是脈沖電解。脈沖電流是時(shí)間的函數，脈沖幅值、脈沖寬度和脈沖間歇隨時(shí)間而變化。脈沖電流可以是等間隔脈沖、疏密脈沖或脈動(dòng)脈沖。脈沖電流的波形有方波、正弦半波、鋸齒波、隔鋸齒波等多種形式。典型的電脈沖波形如圖表3 所示。
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脈沖具有3個(gè)獨立的參數，即脈沖電壓(或電流)幅值F、脈沖寬度T on 和脈沖間歇T off 。為了達到較好的去污和節能效果，可 對這3個(gè)參數進(jìn)行調整。脈沖周期Z為一個(gè)脈沖寬度和脈沖間歇， 脈沖頻率則是脈沖周期的倒數。設占空比為r，則r為導通時(shí)間 (脈沖寬度)與脈沖周期之比：r=To n/(T on+T off)，通過(guò)改變占空比 r的值，就可得到不同的節能效果。高頻脈沖即不斷地重復進(jìn)行“供電—斷電—供電”的高頻率脈沖電解過(guò)程，使電解效率得到 大幅度地提高。脈沖電解，通電時(shí)間小于直流電解處理反應時(shí)間，鐵的溶解量將少于直流電解時(shí)的溶解量。因此，脈沖電解與 直流電解相比，節電的同時(shí)也大幅度降低鐵耗。由于施加脈沖信號，電極上的反應時(shí)斷時(shí)續，有利于擴散、降低濃差極化，從而降低電耗。 電解槽內的電流是離子在電場(chǎng)作用下流動(dòng)而形成的。在供電 時(shí)間內，離子濃度會(huì )迅速降低；而在斷電間隙時(shí)間內，離子濃度 又會(huì )得到迅速恢復和補充。所以在脈沖供電方式下電流密度要比 直流供電下的電流密度有所提高，這就使電解去污效果增強。
周期換向脈沖是在正向脈沖(陰極脈沖)后緊跟一個(gè)反向脈沖(陽(yáng)極脈沖)。在電解過(guò)程中，如果施加周期換向的脈沖信號，既具備脈沖電解的特點(diǎn)，又由于兩極均可溶，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用。同時(shí)兩極極性的經(jīng)常變化，對防止電極鈍化也起到積極作用。脈沖電壓通常在100～400V左右，相對直流供電的電壓增大了不少。事實(shí)上，采用較高的電壓，可以大大降低總電流強度和減少電解時(shí)間，從而提高電流效率，降低電耗、鐵耗， 電解效果會(huì )更好。由于整個(gè)平均電耗降低，電流又不大，因此變壓器不易發(fā)熱，設備運行安全可靠。
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二、電化學(xué)法在乳化液污水治理中的應用
（一）電化學(xué)法處理乳化液污水工藝流程。對于不同成份污水及不同排放標準要求，應根據實(shí)際情況增加處理設施。如污水濃度較高時(shí)采用二級氣��；執行一級排放標準時(shí)采用過(guò)濾、吸附后在排放；也可以與生活污水混合后采用生物處理。
（二）電化學(xué)法處理乳化液污水應用。在實(shí)際運行中采用選用鐵為可溶性電極，雖然鋁離子要比鐵離子的凝聚效果好，但從實(shí)用和經(jīng)濟角度看，在廢水處理中還是使用鐵比鋁更方便和適用。電壓控制在200～300V，通過(guò)電量控制在0.5～2.0F?m-3,電凝聚時(shí)間控制在5～15min。能夠有效去除污染物，油的去除率可達99%，COD去除率可達95%。實(shí)際應用中處理后的污水COD＜ 450mg/L，油＜15mg/L，SS＜45mg/L觀(guān)察一年能夠穩定達標排放。工程總投資12.5萬(wàn)元，占地面積45m2，裝機功率13Kw，運行成本3.50/m3。
三、電凝聚法工藝特點(diǎn)及效果討論
電凝聚技術(shù)具有許多傳統水處理工藝所沒(méi)有的優(yōu)勢，能在同時(shí)除去或降低有機物、細菌、色度、重金屬等有毒物質(zhì)。與化學(xué)混凝相比，其特點(diǎn)是：電凝聚產(chǎn)生的氫氧化物比化學(xué)混凝法所產(chǎn)生的具有更高的活性，具有更大的吸附除去污染物的能力。所需的藥劑少，產(chǎn)生的污泥較少，絮體密實(shí)，不會(huì )發(fā)生回溶；省約(減少)了藥品的儲存、計量、混合等。電凝聚反應過(guò)程還可以產(chǎn)生微小的氣泡，有利于污染物上浮分離。電凝聚技術(shù)不產(chǎn)生二次污染、抗沖擊負荷強、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單方便、使用成本低、處理效果好等。電凝聚技術(shù)用于污水處理的潛力并為完全顯現。電凝聚技術(shù)還存在許多不足之處：需要定期更換電極；溶液要保 持一定的電導率；耗電量較大等。為此，今后應對電凝聚過(guò)程中的物理、化學(xué)過(guò)程的機理進(jìn)行深入研究；對電極材料、極化方式 以及各種因素著(zhù)手，尋找新的電極材料；將電凝聚與傳統工藝結合，發(fā)揮各自特長(cháng)。隨著(zhù)電凝聚技術(shù)的進(jìn)一步完善，在水處理中的應用將更加廣泛。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)
參考文獻：曲久輝,劉會(huì )娟,等著(zhù)《.水處理電化學(xué)原理與技術(shù)》；熊方文,余蜀靈著(zhù).《脈沖電解工業(yè)污水技術(shù)》 （作者單位：重慶市環(huán)境保護工程設計研究院）作者: 李勇
