Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Очистка, осуществляемая посредством анодных и катодных реакций окисления и восстановления растворимых в воде веществ; реакций между ионами металлов, переходящих в воду в результате электролитического растворения металлического анода, и ионами растворенных в воде веществ; сорбции растворимых веществ гидроксидами металлов образующимися при электролизе; коагуляции высокодисперсных веществ; флотации взвешенных и плавающих частиц газами, выделяющимися на катодах и т.д. Комбинированное действие этих процессов приводит к удалению из сточных вод растворимых и диспергированных веществ. Электрохимическая очистка производстенных сточных вод в ряде случаев имеет преимущества перед обработкой сточных вод химическими реагентами и другими физико-химическими способами, т.к. позволяет извлечь из воды ценные химические продукты и металлы, значительно упростить технологическую схему очистки, уменьшить производственные площади, необходимые для размещения очистных сооружений. Эффект очистки производственных сточных вод зависит от их исходного химического состава (рН, общее содержание минеральных солей), применяемых электродов и расстояния между ними, плотности тока, удельного расхода электричества, интенсивности перемешивания в процессе электролиза, температуры. Эффект очистки возрастает в случае разделения анодного и катодного пространств полупроницаемыми диафрагмами из различных материалов. Применение электрохимической очистки производстенных сточных вод наиболее целесообразно при относительно высокой их электропроводности, обусловленной наличием в сточных водах минеральных кислот, щелочей или солей (при значениях рН сточных вод, лежащих в нейтральной области, их общее солесодержание должно составлять не менее 0,3 г/л).
Электрохимические способы очистки сточных вод основаны на анодном окислении или катодном восстановлении содержащихся в них органических и неорганических веществ, могут применяться на локальных установках при относительно небольших расходах воды. В нашей стране электрохимические способы применяют для очистки сточных вод от цианидов на предприятиях машиностроительной и металлообрабатывающего профиля, для удаления красителей и поверхностно-активных веществ из сточных вод предприятий легкой промышленности и предприятий по производству товаров бытовой химии, а также для электрохимического извлечения меди и других цветных, а также драгоценных металлов из высоко- и малоконцентрированных сточных вод. В последнем случае для извлечения драгоценных и цветных металлов применяют объемно-пористые катодные материалы в виде углеграфитовых волокон. Известны электрохимические методы очистки сточных вод предприятий различных отраслей промышленности от фенолов, цианидов, роданидов, нитросоединений, этиленгликоля, 2,4-Д-кислоты, перекисных органических соединений, активных азокрасителей, симазина, цианурхлорида, серосодержащих и некоторых других органических соединений, основанных на их анодном окислении и катодном восстановлении.
Электродиализная обработка сточных вод и их электролиз с применением ионообменных мембран могут применяться для обработки как высоко-, так и малоконцентрированных сточных вод. В этом случае возможна регенерация ценных продуктов из высококонцентрированных сточных вод. Относительно высокий удельный расход электроэнергии компенсируется стоимостью регенерированных продуктов (особенно при регенерации едкой щелочи, дорогостоящих минеральных кислот).
Существуют методы регенерации серной кислоты и металлического железа, азотной и плавиковой кислот из отработанных растворов, образующихся при травлении углеродистых и легированных сталей, хромовой, фосфорной и серной кислот из отработанных растворов процессов хромирования, анодирования и электрополирования, едкой щелочи и кристаллического гидроксида алюминия из отработанных растворов щелочного травления изделий из алюминиевых сплавов.
Использование электролиза для обработки малоконцентрированных сточных вод основано на их деминерализации (обессоливании) с повторным использованием очищенных вод в производстве и попутном извлечении из сточных вод некоторых ценных продуктов. Применение этого способа оправданно при высоких требованиях к качеству сточных вод, сбрасываемых в водоемы. Деминерализация сточных вод методом электродиализа возможна при достаточно высоком их расходе (порядка нескольких сот кубометров в сутки). Основными недостатками способа являются относительно высокий удельный расход электроэнергии и необходимость удаления концентрированных растворов минеральных солей при невозможности их технического использования. Электродиализное обессоливание воды находит применение при создании замкнутых систем водоиспользования на предприятиях.
Электрокоагуляционные методы очистки сточных вод получили наибольшее распространение по сравнению с другими электрохимическими методами. При электролизе сточных вод с применением анодов из листовой стали или алюминия вода обогащается соответствующими ионами, образующими затем гидроксиды этих металлов. Под их действием происходит процесс коагуляции содержащихся в воде высокодисперсных веществ, аналогичный процессу обработки воды соответствующими солями алюминия или железа. Однако в отличие от применения солевых коагулянтов при электрокоагуляции вода не обогащается сульфат- или хлорид-ионами, содержание которых в очищенной воде лимитируется как при сбросе ее в водоемы, так и при повторном использовании в системах производственного водоснабжения.
При электролизе сточных вод одновременно протекают другие физико-химические процессы: электрофорез; катодное восстановление растворов органических и неорганических веществ и их химическое восстановление ионами Fe, a также образование катодных осадков металлов; химические реакции между ионами Fe + и Аl +, выделяющимися при электролитическом растворении металлических анодов, и некоторыми содержащимися в воде ионами, в результате чего образуются нерастворимые в воде соли, выпадающие в осадок; флотация твердых и плавающих частиц пузырьками газообразного водорода, выделяющимися на катоде (этот процесс обычно называется электрофлотацией). Кроме того, происходит сорбция ионов и молекул растворимых веществ, а также эмульгированных веществ на поверхности хлопьев гидроксидов железа и алюминия, которые обладают значительной адсорбционной способностью, особенно в момент образования.
В отдельных случаях только совместное протекание электрофореза и электрокоагуляции обеспечивает успешную очистку сточных вод, например содержащих эмульгированные вещества. Основная область применения электрокоагуляции в сочетании с электрофлотацией или без нее — удаление из сточных вод нерастворенных высокодисперсных веществ, образующих в воде различные коллоидные системы. Значительно уже область применения электрокоагуляции для удаления из воды истинно растворенных примесей. В основном это примеси, образующие с ионами Fe + и Аl нерастворимые в воде химические соединения, выпадающие в осадок, а также хромат-ионы и другие примеси.

Экспертиза

на главную