Usage/subjects

Electro-coagulation



Elektrocoagulatie wordt gebruikt voor het verwijderen van metalen, colloïdaal materiaal, zwevend stof en opgeloste anorganische stoffen.

Principle of operation

Het werkingsprincipe van elektrocoagulatie is gebaseerd op het oplossen van de anode (meestal ijzer of aluminium) in een oplossing door hier een elektrische stroom heen te laten lopen. De oxidatie van het metaal komen er positief geladen ionen in oplossing die de negatieve lading van de colloïdale deeltjes neutraliseren en zo de mogelijkheid geven tot vlokvorming (zie coagulatie). Het tweede mechanisme is een neerslagvorming van zouten (zie precipitatie). Bij het oplossen van de elektrode komt ook gasvrij in de vorm van waterstof en zuurstof. Het vrijkomen van gas zorgt voor een opwaartse kracht op de gevormde deeltjes, waardoor deze gaan opdrijven. Mechanisch kan de drijflaag verwijderd worden.

Figuur 1 Elektrocoagulatie werkprincipe

Installation description

Een elektrocoagulatie bestaat uit een reactorvat en de volgende randapparatuur:

  • Stroomvoorziening
  • Regelapparatuur
  • Elektrodes
  • Evt. doseerunit flocculant
  • Afschuimmechanisme

Process automation and maintenance

Het proces is volledig automatiseerbaar. Onderhoud is beperk, de anode en kathode zoud na enig tijd vervangen moeten worden door oxidatie. Kathode verreis onderhoud als passivering optreedt.

Process variables and constraints

Om het verwijderingsrendement te optimaliseren wordt gestuurd op:

  • pH,
  • redoxpotentiaal,
  • geleidbaarheid.

Een minimale geleidbaarheid van het water is noodzakelijk. Indien de geleidbaarheid van het water niet toereikend is, kan zout worden toegevoegd. Door het toevoegen van vlokmiddelen (flocculant) kunnen afscheidbare deeltjes gevormd worden.

Applications opportunities

  • Verfindustrie
  • Lakindustrie
  • Drukinktproductie,
  • Oppervlaktebehandeling van metalen
  • Textielindustrie

Pros and cons

Voordelen

  • Eenvoudige installatie en bediening.
  • Gering onderhoud
  • Grote en stabiele slibvlokken met minder gebonden water t.o.v. coagulatie.
  • De gevormde gasbelletjes zorgen voor drijvend slib dat makkelijk te verwijderen is.
  •  Het EC-proces bevat weinig of geen bewegende delen en wordt elektronisch gestuurd waardoor de onderhoudskost (afgezien van het reinigen en vervangen van de elektroden) goedkoper uitvalt.
  • Er zijn geen chemicaliën nodig, het coagulans wordt vrijgezet door de anodereacties. Bijgevolg is ook geen overdosering mogelijk van chemicaliën.

Nadelen

  • De anode moet door de oxidatie regelmatig worden vervangen.
  • De kathode is onderhevig aan passivering met als gevolg een hogere weerstand en lager rendement.
  • Afhankelijk van geleidbaarheid en vervuiling kan stroomvraag behoorlijk zijn.
  • Multicomponent afvalstromen kunnen zorgen voor complexe onvoorspelbare reacties in de reactor.
  • Hoewel een zeker daling van opgeloste CZV wordt waargenomen in vele gevallen, is deze techniek niet bij uitstek geschikt voor de verwijdering van opgeloste organische moleculen.

Sources

Vlaams Gewest, EMIS, www.emis.vito.be , sept 2011

Dr Beagles. Abe, Electrocoagulation (EC), mei 2004, eco-web.com