Электрокоагуляция

Электрокоагуляционный метод очистки сточных вод используется в отечественной практике для выделения хрома. Кроме того, в некоторых случаях он может быть применен и для очистки стоков от ионов тяжелых металлов. При реализации этого метода протекают следующие физико-химические процессы: электролиз воды, поляризация частиц, электрофорез, окислителыю-восстановительпые процессы, взаимодействие продуктов электролиза друг с другом.

Соединения хрома присутствуют в сточных водах в виде бихромат-ионов (Cr2Of ) и хромат-ионов (СгО^ ), которые восстанавливаются в электрокоагуляторе катионами двухвалентного железа, образующего в результате растворения стальных анодов по реакции

Восстановление Сгь+ двухвалентным железом протекает с достаточно высокой скоростью в кислой, нейтральной и щелочной средах в соответствии со следующими уравнениями:

Кроме того, восстановление Сг6+ происходит в результате протекания следующих электрохимических реакций:

Оптимальные величины pH электрокоагуляционной очистки хромсодержащих сточных вод составляют 3—6.

Важно контролировать конечное значение pH обработанной воды, которое должно превышать 5,5, так как в противном случае не достигается достаточно полное осаждение Сг(ОН)з и обработанная вода содержит Сг3‘ ионы.

Электрохимическая очистка от хрома целесообразна при исходном солесодержаиии сточных вод > 0,3 г/л. Если концентрация солей ниже указанного значения, к сточным водам добавляют электролиты (обычно NaCl), повышающие электропроводность сточных вод, в результате чего снижаются удельные затраты электроэнергии на их обработку. Существеииое влияние на эффективность процесса электрокоагуляции оказывает концентрация взвешенных веществ; при значениях этого параметра >100 мг/л эффективность электрокоагуляции снижается. Процесс электрокоагуляции обычно проводят при плотности тока не более 10 А/м, расстоянии между электродами не более 20 мм и скорости движения воды не менее 0,5 м/с.

Схема установки для проведения процесса электрокоагуляции представлена на рис. 12.14.

Основные конструктивные параметры электрокоагулятора рассчитывают следующим образом. Полезный объем ванны Vn3) электрокоагулятора (объем сточных вод, постоянно находящихся в аппарате) равен:

величина тока I, проходящего через электрокоагулятор при очистке стоков от хрома, ориентировочно может быть найдена по формуле

рабочую поверхность анодов (S, м2) и их общее число (па) определяют из соотношений:

обшее число электполов ("катодов и анодов! составляет:

Схема электрокоагуляционной установки общий объем ванны электролизера (Т, м) равен

Рис. 12.14. Схема электрокоагуляционной установки общий объем ванны электролизера (Тэл, м3) равен:

где Q расход сточных вод, м6/ч; т — время процесса, ч; d — удельный расход железа па удаление определенного загрязнения, г/г; с — исходная концентрация иона металла, загрязняющего воду, г/м3; К — коэффициент использования материала электродов в зависимости от толщины электродных пластин, принимаемый равным 0,6—0,8; q — общее количество электричества, которое необходимо пропустить через объем Vn, м3, стоков для их очистки от Сг, Кл; 11 120 — теоретическое количество электричества, необходимое для восстановления 1 г Сг6+, Кл; i — оптимальная плотность тока, А/м , S — площадь одного анода, м2; Vd — объем всех электродов, м3.

Эффективность электрокоагуляционной очистки от хрома составляет 90—95%. Метод электрокоагуляции может быть использован для очистки сточных вод от различных эмульсий, масел, жиров. Эффективность очистки составляет: от нефтепродуктов и масел — 54—68%, от жиров — 92—99%.

К основным достоинствам электрокоагуляционного способа очистки следует отнести универсальность метода и компактность установки, простоту управления ей. Недостатками указанного способа очистки является существенный расход электроэнергии и металлического железа (алюминия), а также пожаро- и взрывоопасность установки за счет выделения в процессе ее эксплуатации водорода.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >