Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
n1.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
2.56 Mб
Скачать

2. Электрокоагуляционный метод

Электрокоагуляция как метод превращения примесей в грубодисперсное состояние основывается на множестве физико-химических процессов, протекающих в жидкости под воздействием электрического тока:

  • электростатическая (поляризационная) коагуляция - диполь-дипольное взаимодействие коллоидных частиц за счет дальнодействующих сил притяжения, возникающих при наложении электрического поля;

  • электрохимическая коагуляция - взаимодействие частиц при изменении их заряда или толщины двойного электрического слоя за счет изменения физико-химических свойств раствора (рН и Eh) в межэлектродном объёме или приэлектродных слоях;

  • электролитическая коагуляция - взаимодействие частиц при введении потенциалообразующих ионов металлов за счет электрохимического растворения электродов;

  • гидродинамическая коагуляция - слипание частиц за счет увеличения числа их столкновений при перемешивании жидкости в электролизере (перемешивание жидкости может осуществляться как продуктами электрохимических реакций, так и за счет конструктивных приемов);

  • концентрационная коагуляция - увеличение числа столкновений частиц, приводящих к их слипанию, за счет повышения локальных концентраций частиц в межэлектродном объёме при их транспорте, осаждении на электродах и т.п.

Электрокоагуляционный метод применяют в основном для очистки хромсодержащих сточных вод.

В результате электролитического растворения стальных анодов при рН>2 образуются ионы Fe2+ по следующей схеме:

1. Fe + ОН- = FeОН+(адс) + е- ;

2. FeOH+(адc) + ОН- = Fе(ОН)2(адс);

3. Fе(ОН)2(адc) - = Fе(ОН)2(водн);

4. Fе(ОН)2(водн) = FeOH+ + ОН-;

5. FeOH+ = Fe2+ + ОН-.

В настоящее время существуют две основные концепции теоретического обоснования механизма коагуляции, обусловленной введением положительных многозарядных ионов железа, гидролизующихся в воде с образованием гидроксидов и других промежуточных соединений:

специфическая сорбция многозарядных ионов (Al3+, Fe3+, Fe2+ и др.) на частицы с последующим изменением заряда её поверхности, что приводит к коагуляции;

образование малорастворимых соединений ионов металла с компонентами раствора, которые взаимодействуют с коллоидными частицами, имеющими противоположный заряд поверхности.

Одновременно этими процессами ионы Fe2+, а также гидроксид железа (II), способствуют химическому восстановлению Сг6+ до Сг3+ по реакциям:

при рН< 5,5 Cr2O72- +6Fe2+ +14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

при pH> 5,5 Cr2O72- +3Fe(OH)2 +4H2O = Cr(OH)3 + 3Fe(OH)3 + 2OH-

Некоторое количество Сг042- и Сг2072- -ионов восстанавливается до ионов Сг3+ в результате катодных электрохимических процессов:

катод Cr2O72- +14H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O

Cr2O72- +4H2O + 3e- = 2Cr(OH)3 + 5OH-

При электрохимической обработке сточных вод происходит их подщелачивание, что способствует коагуляции гидроксидов железа (II) и (III) и хрома (III), а также гидроксидов других тяжелых металлов, ионы которых могут содержаться в сточных водах.

Гидроксиды металлов образуют хлопья, на которых происходит адсорбция других примесей, содержащихся в сточных водах. Прирост величины рН может составлять 1-4 единицы.

На рис. 1.2. представлена принципиальная схема электрокоагуляционной очистки.

При необходимости осуществляют доочистку от ионов тяжелых металлов обработкой щелочными реагентами с последующей фильтрацией на песчаных и пенополистирольных фильтрах.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]