Electrocoagulation for drinking water applications

Electrocoagulation (EC) is a process in which iron sacrificial electrodes are dissolved in water by delivering a current, and the dissolved iron then acts as a coagulant. It has been seen as a promising alternative to conventional chemical coagulation in drinking water treatment. The major reasons to consider electrocoagulation over conventional coagulation are (i) no chemical dosing, (ii) the creation of more settleable flocs, (iii) cheaper operational costs, (iv) a smaller environmental effect, and (v) no pH fall and chloride increase in the treated water. Although electrocoagulation has been successfully applied to wastewater, it is still unknown whether it can be applied to drinking water (in the Netherlands) with specific targets such as turbidity, TOC, sulphate, phosphate, and nitrate removal. Therefore, a literature review of the state of the art for drinking water was carried out.
In this laboratory study, the potential of electrocoagulation was investigated for treating three different types of water: surface (basin) water from PWN, backwash water from rapid sand filters of Vitens, and groundwater from WML. The objectives of the research were to assess the effectiveness of removing turbidity, phosphate, TOC, nitrate, sulphate, and suspended solids, at two different electrode gap distances, and to quantify sludge production and costs associated with the process.

Op dit moment is coagulatie met ijzerchloride de meest gebruikte coagulatietechniek in Nederland. Elektrocoagulatie zou een interessant alternatief kunnen zijn, omdat er geen chemicaliën nodig zijn en de economische aspecten naar verwachting beter zijn. Bij elektrocoagulatie (EC) worden opofferingselektroden van ijzer opgelost in water door het leveren van een stroom, en het opgeloste ijzer werkt dan als coagulant. In een kleine pilotopstelling van 20 l/h zijn oppervlaktewater (PWN), terugspoelwater (Vitens) en nitraathoudend grondwater (WML) getest met elektrocoagulatie en vergeleken met de praktische resultaten van de huidige FeCl3-dosering. Troebelheid, fosfaat en gesuspendeerde vaste stoffen werden goed verwijderd uit oppervlaktewater en spoelwater dat TOC bevatte. Uit het grondwater werd bijna geen nitraat en sulfaat verwijderd. De investeringskosten voor elektrocoagulatie zijn hoger dan voor het doseren van ijzerchloride, maar de totale OPEX voor EC zou veel lager zijn, bij het energieproces van voor 2022. Het pilotonderzoek en de studie toonden aan dat elektrocoagulatie een goed alternatief is voor de huidige dosering van ijzerchloride. De efficiëntie van het proces kan verder worden verhoogd door de bezinking van de gevormde vlokken door modellering te verbeteren. Er moet meer inzicht komen in de structuur van de investeringskosten van EC. Bij een grotere installatie wordt nu aangenomen dat er meerdere kleine EC-units parallel aan elkaar worden geplaatst.