Laboratory study of electro-coagula

Laboratory study of electro-coagulation–flotation
for water treatment
Jia-Qian Jianga,b,*, Nigel Grahama
, Cecile Andre!
a
, Geoff H. Kelsallc
,
Nigel Brandonc
aDepartment of Civil and Environmental Engineering, Imperial College, London SW7 2BU, UK bDepartment of Civil Engineering, Centre for Environmental Health Engineering, University of Surrey, Guildford,
Surrey GU2 7XH, UK c
Department of Chemical Engineering and Chemical Technology, Imperial College, London SW7 2BY, UK
Received 5 December 2000; received in revised form 8 January 2002; accepted 11 March 2002
Abstract
An electro-coagulation–flotation process has been developed for water treatment. This involved an electrolytic
reactor with aluminium electrodes and a separation/flotation tank. The water to be treated passed through the reactor
and was subjected to coagulation/flotation, by Al(III) ions dissolved from the electrodes, the resulting flocs floating
after being captured by hydrogen gas bubbles generated at cathode surfaces. Apparent current efficiencies for Al
dissolution as aqueous Al(III) species at pH 6.5 and 7.8 were greater than unity. This was due to additional reactions
occurring in parallel with Al dissolution: oxygen reduction at anodes and cathodes, and hydrogen evolution at
cathodes, resulting in net (i.e. oxidation+reduction) currents at both anodes and cathodes. The specific electrical energy
consumption of the reactor for drinking water treatment was as low as 20 kWh (kg Al)
1 for current densities of 10–
20 A m
2
. The water treatment performance of the electrocoagulation process was found to be superior to that of
conventional coagulation with aluminium sulphate for treating a model-coloured water, with 20% more dissolved
organic carbon (DOC) being removed for the same Al(III) dose. However, for a lowland surface water sample, the two
processes achieved a similar performance for DOC and UV-absorbance removal. In addition, an up-flow
electrocoagulator configuration performed better than a horizontal flow configuration, with both bipolar and
monopolar electrodes. r 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
Keywords: Electrocoagulation; Current efficiency; Specific electrical energy consumption; Coagulation; Aluminium sulphate; Water
treatment
1. Introduction
In the electro-coagulation–flotation process for water
treatment, Al or Fe electrodes are dissolved by electrolysis,
forming a range of coagulant species and metal
hydroxides, which destabilise and aggregate the suspended
particles or precipitates and adsorb dissolved
contaminants (e.g. dissolved organic matter). As described
below, metal anode dissolution is accompanied
by hydrogen gas evolution at cathodes, the bubbles
capturing and floating the suspended solids formed and
thus removing contaminants.
Few reports have been published in the scientific
rather than technical literature on electrocoagulation
combined with electroflotation for treating potable
water, industrial effluents and wastewaters; this contrasts
with an extensive literature on the direct and
*Corresponding author. Department of Civil Engineering,
Centre for Environmental Health Engineering, University of
Surrey, Guildford, Surrey GU2 7XH, UK.
E-mail address: [e-mail] (J.-Q. Jiang).
0043-1354/02/$ - see front matter r 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Kết quả (Việt) 1:

Phòng thí nghiệm nghiên cứu của điện-đông máu-nổiđể xử lý nướcJia-Qian Jianga, b, *, Nigel Grahama, Cecile Andre!một, Geoff H. Kelsallc,Nigel BrandoncaDepartment xây dựng và môi trường kỹ thuật, Imperial College, London SW7 2BU, Vương Quốc Anh bDepartment kỹ thuật xây dựng, các trung tâm cho sức khỏe môi trường kỹ thuật, đại học Surrey, Guildford,Surrey GU2 7XH, Vương Quốc Anh cBộ môn kỹ thuật hóa học và công nghệ hóa học, Imperial College, London SW7 2BY, Vương Quốc AnhNhận được 5 tháng 12 năm 2000; nhận được cải tiến thành 8 tháng 1 năm 2002; chấp nhận 11 tháng 3 năm 2002Tóm tắtMột quá trình điện-đông máu-nổi đã được phát triển để xử lý nước. Điều này liên quan đến một điện phânlò phản ứng với nhôm điện cực và một chiếc xe tăng tách/nổi. Nước được điều trị thông qua thông qua lò phản ứngvà đã phải chịu để đông máu/nổi, bởi Al(III) các ion giải tán từ các điện cực, kết quả flocs nổisau khi bị bắt bởi bong bóng khí hydro tạo ra ở bề mặt để làm cực âm. Rõ ràng hiện tại hiệu quả cho Algiải thể là dung dịch nước Al(III) loài ở pH 6.5 và 7.8 lớn hơn sự thống nhất. Điều này là do các phản ứngxảy ra song song với Al giải thể: oxy giảm tại để làm cực dương và cathodes, và sự tiến hóa hiđrô tạicathodes, dẫn đến mạng (tức là trạng thái ôxi hóa + Giảm) dòng để làm cực dương và cathodes. Năng lượng điện cụ thểtiêu thụ của lò phản ứng cho điều trị nước uống là nhỏ nhất là 20 kWh (kg Al) 1 cho mật độ hiện tại của 10-20 một m 2. Hiệu suất điều trị nước của quá trình electrocoagulation được tìm thấy là cao đó củaCác đông máu thông thường với nhôm sulfat cho xử lý một mô hình màu nước, với 20% thêm giải tánhữu cơ cacbon (DOC) đang được gỡ bỏ cho cùng một liều Al(III). Tuy nhiên, cho một mẫu nước mặt đất thấp, haiquá trình đạt được một hiệu suất tương tự để loại bỏ DOC và UV-hấp thu. Ngoài ra, mặc một dòng chảyelectrocoagulator cấu hình thực hiện tốt hơn so với một cấu hình ngang dòng chảy, với cả hai người lưỡng cực vàđiện cực cao. r 2002 Elsevier khoa học Ltd. Tất cả các quyền.Từ khóa: Electrocoagulation; Hiệu quả hiện tại; Tiêu thụ năng lượng điện cụ thể; Đông máu; Sulphate nhôm; Nướcđiều trị1. giới thiệuTrong quá trình điện-đông máu-nổi nướcđiều trị, Al hoặc Fe điện cực được giải tán bằng điện phân,tạo thành một loạt các loài coagulant và kim loạivà hydroxit, destabilise và tổng hợp các bị đình chỉhạt hoặc kết tủa và adsorb giải tánchất gây ô nhiễm (ví dụ như hòa tan chất hữu cơ). Miêu tảdưới đây, kim loại cực dương giải thể được đi kèm vớibởi sự tiến hóa khí hydro tại cathodes, các bong bóngchụp và nổi các chất rắn bị đình chỉ hình thành vàdo đó loại bỏ chất gây ô nhiễm.Vài báo cáo đã được xuất bản trong các khoa họcthay vì các văn học kỹ thuật trên electrocoagulationkết hợp với electroflotation để điều trị làm sạchnước, tiêu thụ nước thải công nghiệp và wastewaters; Điều này tương phảnvới một văn học phong phú về chỉ đạo và* Tác giả tương ứng. Sở xây dựng,Trung tâm sức khỏe môi trường kỹ thuật, đại họcSurrey, Guildford, Surrey GU2 7XH, Vương Quốc Anh.E-mail địa chỉ: [e-mail] (J.-Q. Giang Trạch dân).0043-1354/02 / $ – xem trước vấn đề r 2002 Elsevier khoa học Ltd. Tất cả các quyền.

Kết quả (Việt) 2:

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của electro-đông-tuyển nổi
để xử lý nước
Jia Qian-Jianga, b, *, Nigel
Grahama, Cecile Andre!
Một, Geoff H. Kelsallc, Nigel Brandonc aDepartment Xây dựng và Kỹ thuật Môi trường, Imperial College, London SW7 2BU, Vương quốc Anh bDepartment Xây dựng Hà Nội, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Y tế, Đại học Surrey, Guildford, Surrey GU2 7XH, Anh c Khoa Kỹ thuật Hóa học và Công nghệ hóa học, Imperial College, London SW7 2BY, Vương quốc Anh nhận 5 tháng 12 năm 2000; nhận được trong hình thức sửa đổi 08 tháng 1 2002; được chấp nhận ngày 11 Tháng Ba 2002 Tóm tắt Một quá trình electro-đông-tuyển nổi đã được phát triển để xử lý nước. Điều này liên quan đến một điện lò phản ứng với các điện cực nhôm và một bể tách / tuyển nổi. Các nước được xử lý qua các lò phản ứng và đã bị đông máu / tuyển nổi, bởi Al (III) ion hòa tan từ các điện cực, flocs kết quả nổi sau khi bị bắt bởi khí hydro tạo ra bong bóng ở bề mặt cathode. Hiệu quả hiện nay rõ ràng cho Al giải thể như dịch Al (III) loài ở pH 6,5 và 7,8 là lớn hơn sự thống nhất. Điều này là do những phản ứng phụ xảy ra song song với Al giải thể: giảm oxy ở cực dương và cực âm, và sự tiến hóa hydro ở catốt, kết quả ròng (tức là quá trình oxy hóa + giảm) dòng ở cả hai cực dương và cực âm. Năng lượng điện cụ thể tiêu thụ của các lò phản ứng để xử lý nước uống là nhỏ nhất là 20 kWh (kg Al)? 1 cho mật độ hiện tại của 10- 20 A m? 2. Hiệu suất xử lý nước của quá trình đốt điện đã được tìm thấy là tốt như của đông máu thông thường với nhôm sunfat để điều trị một mô hình màu nước, với giải thể 20% nhiều carbon hữu cơ (DOC) đang được gỡ bỏ cho cùng Al (III) liều. Tuy nhiên, đối với một mẫu nước mặt đất thấp, hai quá trình đạt được một hiệu suất tương tự cho DOC và loại bỏ UV-hấp thụ. Ngoài ra, một lên dòng cấu hình electrocoagulator thực hiện tốt hơn so với một cấu hình dòng chảy ngang, với cả hai lưỡng cực và các điện cực đơn cực. r 2002 Elsevier Science Ltd Tất cả các quyền. Từ khóa: Đốt điện; Hiệu quả hiện nay; Tiêu thụ năng lượng điện cụ thể; Đông máu; Sunfat nhôm; Nước điều trị 1. Giới thiệu Trong quá trình điện-đông-tuyển nổi cho nước điều trị, Al hoặc Fe điện cực được hòa tan bằng điện phân, tạo thành một loạt các loài keo tụ và kim loại hydroxit, mà làm mất ổn định và tổng hợp bị đình chỉ các hạt hay kết tủa và hấp thụ hòa tan chất gây ô nhiễm (ví dụ như các chất hữu cơ hòa tan ). Như được mô tả dưới đây, anode kim loại giải thể được đi kèm bởi sự tiến hóa khí hydro ở catốt, các bong bóng bắt và nổi các chất rắn lơ lửng được hình thành và do đó loại bỏ chất gây ô nhiễm. Rất ít các báo cáo đã được công bố trong khoa học chứ không phải là tài liệu kỹ thuật về đốt điện kết hợp với electroflotation để điều trị uống nước, nước thải công nghiệp và nước thải; này trái ngược với văn học rộng lớn trên trực tiếp và tác giả tương ứng *. Sở Xây dựng, Trung tâm Kỹ thuật Sức khỏe Môi trường, Đại học Surrey, Guildford, Surrey GU2 7XH, Vương quốc Anh. Địa chỉ E-mail: [e-mail] (J.-Q. Giang). 0043-1354 / 02 / $ - xem vấn đề trước r 2002 Elsevier Science Ltd Tất cả các quyền.