2015-02-04
2960
Процесс очистки сточных вод от коллоидных и мелкодисперсных примесей с использованием коагулянтов – гидроксидов металлов (алюминия и железа) можно осуществлять, используя методы электро- и гальванокоагуляции.
В основе электрокоагуляции лежит процесс анодного растворения металлов под действием постоянного электрического тока. Перешедшие в раствор катионы А13+ или Fе2+, гидролизуются и служат активными коагулянтами для дисперсных примесей.
Количество железа или алюминия, растворяющегося в единицу времени, пропорционально силе рабочего тока и достигает 95—98% от теоретического количества, определяемого законами Фарадея. Один грамм растворенного алюминия эквивалентен 6,35 г безводного сернокислого алюминия, а один грамм железа - 1,93 г безводного хлорного железа. В отличие от обычного коагулирования солями железа и алюминия при электрокоагуляции вода не обогащается анионами SO42-, Cl- и другими, что особенно важно при очистке высокоминерализованных сточных вод.
При электрокоагуляции в результате восстановления воды на катоде происходит некоторое повышение рН среды, благодаря которому в отдельных случаях отпадает необходимость в добавке подщелачивающих реагентов. В процессе электрокоагуляции снижается содержание органических веществ сточных вод вследствие протекания окислительно-восстановительных процессов на электродах.
На эффективность очистки сточных вод методом электрокоагуляции оказывают влияние материал электродов, расстояние между электродами, плотность тока, температура, состав примесей сточных вод. Наибольшее влияние оказывает количество пропущенного через воду электрического тока. При пропускании 40 Кл/л образуются мелкие медленно оседающие хлопья, при 80 Кл/л происходит активное хлопьеобразование, при 160 Кл/л – резкое повышение степени коагуляции и осветления. При проведение процесса электрокоагуляции рекомендуется плотность тока не более 10 А/м2, расстояние между электродами не более 20 мм и скорость движения воды 0,5 м/с.
Метод электрокоагуляции применяется для очистки воды не только от твердых дисперсных примесей, но и эмульгированных веществ, а также растворенных газов (сероводород, хлороводород и др.), фенолов, поверхностно-активных веществ, соединений хрома (VI), железа, кремния и частично от солей жесткости. При электрокоагуляции возрастает эффек-тивность удаления из воды гуминовых соединений. Процесс обескрем-нивания и обезжелезивания раствора улучшается при повышении рН.
Очистка сточных вод от соединений хрома (VI) обусловлена протеканием следующих реакций:
Fe2+ + Cr2O72- + 14H+→ Fe3++ 2Cr3+ + 7H2O;
Fe2++ H2O → FeOH+ +H+;
Fe2++ 2OH- → Fe(OH)2, Cr3+ +3OH- → Cr (OH)3
В основе гальванокоагуляции (ГК) лежит принцип работы короткозамкнутого гальванического элемента, при этом очищаемая вода обрабатывается смесью материалов, один из которых обладает коагулирующей способностью (железо – кокс или углеродсодержащий материал, алюминий – кокс, железо – медь).
За счет разности электрохимических потенциалов на контакте железная стружка (или алюминиевая) – углеродсодержащий материал возникает множество гальванопар, что вызывает интенсивное окисление и растворение металла, электролиз воды, смещение величины рН, гидролиз и другие физико-химические процессы.
На анодных участках гальванопар возможно протекание следующих реакций:
