Электрохимические методы очистки воды

Методы электрохимической очистки сточных вод используют для выделения из них различных растворимых и диспергированных примесей, как органических, так и неорганических. Эти методы характеризуются достаточной простотой технологической схемы, а также тем, что при очистке воды не используются химические реагенты. К недостаткам этих методов следует отнести достаточно большие затраты электроэнергии.

Классификация методов электрохимической очистки сточных вод

Данная классификация электрохимических методов обработки воды (рис. 12.11), составлена на основе работ В. В. Кафа- рова, 3. Я. Ярославского, Л. А. Кульского.

Указанная классификация основана на законах физической химии и электрохимии, а также учитывает основные положения химической технологии.

Все электрохимические методы очистки воды можно разделить на три основные группы: превращения, разделения и комбинированные.

Первая группа методов обеспечивает изменение физикохимических характеристик загрязнения с целью их обезвреживания или более быстрого извлечения из воды.

Вторая группа методов предназначена для концентрирования примесей в локальном объеме электролита без существенного изменения физико-химических свойств извлекаемых веществ.

Классификация электрохимических методов обработки воды

Рис. 12.11. Классификация электрохимических методов обработки воды

К третьей группе относятся методы, которые предполагают совмещение одного или нескольких методов превращения и разделения загрязнений в одном аппарате.

С учетом ограниченного объема учебника в этом разделе будут рассмотрены лишь те методы электрохимической очистки, которые получили наибольшее распространение в практике очистки сточных вод.

Для очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей применяют в большинстве случаев процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции, электрофлотации и электродиализа. Все эти процессы наблюдаются на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Очистку сточных вод этими методами можно проводить периодически или непрерывно. Эффективность электрохимических методов оценивается рядом факторов: плотностью тока, напряжением, коэффициентом полезного использования напряжения, выходом по току; выходом по энергии. Плотность тока — это отношение тока к поверхности электрода, которое обычно выражают в А/м2 (А/см2, А/дм2). Напряжение электролизера складывается из разности электродных потенциалов и падения напряжения в растворе:

где Дфа и Д(рк — величина анодной и катодной поляризации; Фа и Фк равновесные потенциалы анода и катода; Диэл и Д[/Лиаф — падение напряжения в электролите и диафрагме.

Падение напряжения в электролите (сточной воде) при отсутствии пузырьков газа определяют по закону Ома:

где i — плотность тока в сточной воде, А/см2; р — удельное сопротивление, Ом - см; б — расстояние между электродами, см.

При выделении газовых пузырьков вследствие удлинения потока между электродами Д[/эл возрастает. Отношение

называют коэффициентом полезного использования напряжения. Выход по току — это отношение теоретически необходимого количества электричества (находят по закону Фарадея) к практически затраченному, которое выражают в долях единицы или в процентах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >