Электрофлотаторы

При использовании нерастворимых электродов пузырьки выделяющихся газов сорбируют на своей поверхности загрязнения и, поднимаясь вверх, увлекают их за собой. На этом принципе основан процесс электрофлотации.

В электрофлотационных установках для проведения процесса используют газообразные продукты — водород и кислород, выделяющиеся на электродах при электролизе обрабатываемой воды. На катоде происходят разряд молекул воды с образованием водорода:

2Н₂0+2е^-→Н₂+2НО^-

На аноде процесс окисления сопровождается выделением кислорода:

2Н₂О→О₂+4Н⁺+ 2е^-

Размер пузырьков газа определяется природой и формой электродов, а также условиями проведения электролиза (плотностью тока, температурой и др.). Принципиально электролиз позволяет получить заранее заданное распределение пузырьков газа по размерам. Электролитическое диспергирование газа обеспечивает также получение наиболее высокодисперсной газовой фазы, что позволяет использовать электрофлотаторы для очистки воды от устойчивых коллоидных загрязнителей.

Электрофлотационные установки разделяют по направлению движения воды и газов на противоточные (рис. 12.3.1а) и прямоточные (рис. 12.3.26) с горизонтальным или вертикальным расположением электродов. Электрофлотационные аппараты имеют одну или несколько камер. Многокамерный электрофлотатор состоит обычно из успокоителя, электродных камер и флотоотстойника. Сточная вода поступает в приемную камеру (см. рис. 12.3.16), отделенную от основной части перегородкой. Электродный блок представляет собой набор катодов и анодов. Проходя через электроды, вода насыщается газообразными продуктами реакции, что приводит к всплыванию частиц.

Электрофлотаторы широко применяются для очистки сточных вод, содержащих ПАВ и нефтепродукты.

Электроды выполняют в виде пластин, однако чаще применяют их в виде проволочной сетки из меди или нержавеющей стали. Размер пузырьков газа, покидающих электроды, зависит от величины краевого угла смачивания и кривизны поверхности электродов, поэтому, изменяя диаметр проволоки, удается регулировать дисперсность газовой фазы. Оптимального распределения по размерам газовых пузырьков, а также газонаполнения достигают варьированием плотности тока на электродах.

Схема промышленной установки для удаления солей цинка из сточных вод производствавискозы методом электрофлотации представлена на рис. 12.3.2. В данном случае сочетание электрофлотации с реагентным методом позволяет существенно интенсифицировать процесс очистки сточных вод от гидроксида цинка и других взвешенных частиц. Электрофлотационный аппарат состоит из трех камер: камеры предварительного отстаивания для удаления грубодисперсных примесей, камеры интенсивной флотации и камеры доочистки. На дне камер флотации и доочистки установлены электролитические аэраторы. Каждый из них представляет собой горизонтальный пакет, состоящий из двух электродов, разделенных ионитовой мембраной, и сепаратора, по которому протекает электролит (раствор соды или едкого натра). Верхний — рабочий электрод (катод) представляет собой стальную сетку. Применение электрофлотации оказалось эффективным при очистке сточных вод кожевенного завода от хрома, а также сточных вод текстильных и пищевых предприятий.