电絮凝过程电流密度与槽电压关系研究_王车礼 - 副本

电絮凝过程电流密度与槽电压关系研究[基金项目]江苏省教委自然科学研究基金资助项目(编号为00KJB530004)王车礼1,张登庆2,陈毅忠1,任连锁2,裴峻峰1(1.江苏石油化工学院化工系,江苏常州213016;2.江苏油田设计院,江苏扬州225000)[摘要]测定了不同材料电极的i-V关系曲线,研究了电解过程中溶液电导率、电极板间距以及电极联结方式对i-V关系的影响。实验表明,在槽电压V相同时,铁电极的电流密度大于石墨电极,远大于铝电极。在相同电流密度i下,高溶液电导率对应的槽电压较低,而且随着i的增加,不同溶液电导率下的槽电压差别增大。在槽电压V相同时,随着电极板间距的增加,电流密度逐渐减小。不同电极板间距下铁电极的i-V曲线均呈现良好的线性关系。铁电极的电压梯度与电极板间距之间存在很好的线性关系。对应于相同的电流密度,单极式联结的槽电压远小于复极式联结的槽电压。[关键词]电絮凝;电流密度;槽电压[中图分类号]X703;TQ150[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2002)07-0028-03DeterminationoftherelationshipbetweencurrentdensityandtankvoltageinelectrocoagulationprocessWANGChe-li1,ZHANGDeng-qing2,CHENYi-zhong1,RENLian-suo2,PEIJun-feng1(1.Chem.Eng.Dept.JiangsuInstituteofPetrochemicalTechnology,Changzhou213016,China;2.DesigningInstituteofJiangsuOilfield,Yangzhou225000,China)Abstract:Therelationshipbetweencurrentdensityandtankvoltagehasbeenstudiedwhentheoilfieldsewageistreatedbytheelec-trocoagulationmethod.Itisfoundthatthecurrentdensitythroughironelectrodesislargerthanthatthroughgraphiteelectrodesandmuchlargerthanthatthroughaluminiumelectrodeswhenthetankvoltageisthesame.Atthesamecurrentdensity,thetankvoltagedecreaseswiththeelectrolyteconductivityincreasing.Atthesametankvoltage,thecurrentdensitydecreaseswiththespacebetweenelectrodesincreasing.Thetankvoltageofthemonopolarelectrictankismuchlessthanthatofthebipolarelectrictankwhenthecur-rentdensityisthesame.Keywords:electrocoagulation;currentdensity;tankvoltage电絮凝法处理废水具有设备结构简单、操作简便的优点,电解过程中产生的氢气具有浮选作用,铁制电极在电解过程中产生氢氧化铁絮凝体,又起到化学絮凝效果。电絮凝可同时去除水中有机物、细菌、有毒重金属和其他有毒物,是一种很有前途的废水处理方法〔1〕。我们采用电絮凝法处理油田废水,测定了不同电极的电流密度(i)-槽电压(V)关系曲线,研究了电絮凝过程中溶液电导率、电极板间距以及电极联结方式对i-V关系曲线的影响,为选择电极材料、优化电解设备和工艺参数提供了重要的基础数据。1理论部分含油废水在电解过程中,一般会产生三种效应,即电解氧化还原、电解絮凝和电解气浮。电解气浮主要出现于电解装置的阴极反应,有时也部分地出现于阳极反应。以铁电极为例阳极:Fe-2eFe2+阴极:2H++2eH2←电解产生的Fe2+,可以与水中OH-和O2作用,进一步水解、氧化:Fe2++2OH-Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3当铁阳极发生钝化,超电位高于羟基放电电位时,引起羟基在铁阳极上放出电子,生成分子态氧:4OH--4e2H2O+O2←电絮凝装置的槽电压V由以下几部分组成:理论分解电压Ed、阳极过电位ηA、阴极过电位ηC、电解液欧姆压降IRsol、金属部分的欧姆压降IRm。V=Ed+ηA+ηC+IRsol+IRm(1)除理论分解电压Ed外,其余各项因素都与电流—28—2002年7月第