Alles auf der Welt hat seine Vor- und Nachteile. Gesellschaftlicher Fortschritt und die Verbesserung des Lebensstandards führen unweigerlich zu Umweltverschmutzung. Abwasser ist ein solches Problem. Mit der rasanten Entwicklung von Industrien wie der Petrochemie, Textilindustrie, Papierherstellung, Pestizidindustrie, Pharmaindustrie, Metallurgie und Lebensmittelproduktion hat der Abwasserausstoß weltweit deutlich zugenommen. Darüber hinaus enthält Abwasser oft hohe Konzentrationen, ist stark toxisch, salzhaltig und färbt stark, was den Abbau und die Behandlung erschwert und zu schwerer Wasserverschmutzung führt.
Um die täglich anfallenden großen Mengen an Industrieabwasser zu bewältigen, setzen die Menschen verschiedene Methoden ein. Sie kombinieren physikalische, chemische und biologische Ansätze und nutzen Kräfte wie Elektrizität, Schall, Licht und Magnetismus. Dieser Artikel fasst die Anwendung von Elektrizität in der elektrochemischen Wasseraufbereitung zur Lösung dieses Problems zusammen.
Die elektrochemische Wasseraufbereitungstechnologie bezeichnet den Abbau von Schadstoffen im Abwasser durch spezifische elektrochemische Reaktionen, elektrochemische Prozesse oder physikalische Prozesse in einem speziellen elektrochemischen Reaktor unter dem Einfluss von Elektroden oder eines angelegten elektrischen Feldes. Elektrochemische Systeme und Anlagen sind relativ einfach, benötigen wenig Platz, verursachen niedrige Betriebs- und Wartungskosten, verhindern effektiv Sekundärverschmutzung, bieten eine hohe Kontrollierbarkeit der Reaktionen und fördern die industrielle Automatisierung, was ihnen das Prädikat „umweltfreundlicher“ Technologien einbringt.
Die elektrochemische Wasseraufbereitung umfasst verschiedene Verfahren wie Elektrokoagulation-Elektroflotation, Elektrodialyse, Elektroadsorption, Elektro-Fenton und elektrokatalytische Oxidation. Diese Verfahren sind vielfältig und haben jeweils ihre eigenen Anwendungsgebiete.
Elektrokoagulation-Elektroflotation
Bei der Elektrokoagulation handelt es sich im Grunde um eine Elektroflotation, da der Koagulationsprozess gleichzeitig mit der Flotation stattfindet. Daher kann man sie zusammenfassend als „Elektrokoagulation-Elektroflotation“ bezeichnen.
Dieses Verfahren basiert auf dem Anlegen einer externen elektrischen Spannung, die an der Anode lösliche Kationen erzeugt. Diese Kationen wirken koagulierend auf kolloidale Schadstoffe. Gleichzeitig entsteht an der Kathode unter dem Einfluss der Spannung eine beträchtliche Menge Wasserstoffgas, wodurch das ausgeflockte Material an die Oberfläche steigt. Auf diese Weise ermöglicht die Elektrokoagulation die Abtrennung von Schadstoffen und die Reinigung des Wassers durch Anodenkoagulation und Kathodenflotation.
Bei Verwendung eines Metalls als lösliche Anode (typischerweise Aluminium oder Eisen) dienen die während der Elektrolyse erzeugten Al3+- oder Fe3+-Ionen als elektroaktive Koagulantien. Diese Koagulantien wirken, indem sie die kolloidale Doppelschicht komprimieren, destabilisieren und kolloidale Partikel überbrücken und einfangen durch:
Al -3e→ Al3+ oder Fe -3e→ Fe3+
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ oder 4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH-
Das gebildete elektroaktive Koagulans M(OH)n, ein löslicher polymerer Hydroxokomplex, wirkt als Flockungsmittel und koaguliert kolloidale Suspensionen (feine Öltröpfchen und mechanische Verunreinigungen) im Abwasser schnell und effektiv. Gleichzeitig werden sie überbrückt und zu größeren Aggregaten verknüpft, was den Trennprozess beschleunigt. Andererseits werden Kolloide unter dem Einfluss von Elektrolyten wie Aluminium- oder Eisensalzen komprimiert, was zur Koagulation durch den Coulomb-Effekt oder die Adsorption von Koagulanzien führt.
Obwohl die elektrochemische Aktivität (Lebensdauer) elektroaktiver Koagulanzien nur wenige Minuten beträgt, beeinflussen sie das Doppelschichtpotential erheblich und üben dadurch eine starke Koagulationswirkung auf kolloidale Partikel oder Schwebeteilchen aus. Dadurch sind ihre Adsorptionskapazität und Aktivität deutlich höher als bei chemischen Methoden mit der Zugabe von Aluminiumsalzreagenzien. Zudem erfordern sie geringere Mengen und sind kostengünstiger. Die Elektrokoagulation wird nicht durch Umweltbedingungen, Wassertemperatur oder biologische Verunreinigungen beeinflusst und reagiert nicht mit Aluminiumsalzen und Wasserhydroxiden. Daher ist ein breiter pH-Bereich für die Abwasserbehandlung verfügbar.
Zusätzlich beschleunigt die Freisetzung winziger Bläschen an der Kathodenoberfläche die Kollision und Trennung von Kolloiden. Die direkte Elektrooxidation an der Anodenoberfläche und die indirekte Elektrooxidation von Cl- zu aktivem Chlor haben eine starke oxidative Wirkung auf lösliche organische Substanzen und reduzierbare anorganische Substanzen im Wasser. Der neu erzeugte Wasserstoff an der Kathode und der Sauerstoff an der Anode haben eine starke Redoxwirkung.
Daher sind die chemischen Prozesse im elektrochemischen Reaktor äußerst komplex. Im Reaktor laufen Elektrokoagulation, Elektroflotation und Elektrooxidation gleichzeitig ab. Durch Koagulation, Flotation und Oxidation werden gelöste Kolloide und suspendierte Schadstoffe im Wasser effektiv umgewandelt und entfernt.
Xingtongli GKD45-2000CVC Elektrochemisches Gleichstromnetzteil
Merkmale:
1. AC-Eingang 415 V, 3-phasig
2. Zwangsluftkühlung
3. Mit Ramp-Up-Funktion
4. Mit Amperestundenzähler und Zeitrelais
5. Fernbedienung mit 20 Meter Steuerkabel
Produktbilder:
Beitragszeit: 08.09.2023
