Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Л е к ц и я 3,5 (коагуляция).doc
Скачиваний:
15
Добавлен:
13.11.2019
Размер:
2.91 Mб
Скачать

5.3. Электрохимическая коагуляция

Под действием электрического тока может происходить не только снижение агрегативной устойчивости сточной воды как дисперсной системы, но происходить её коагуляция. Такой процесс называют электрохимической коагуляцией, суть которого заключается в пропускании сточной воды через электролизер с анодом из пластин Al или Fe (т. е. из металлов, гидроксиды которых являются коагулянтами).

Металл анода под действием постоянного электрического тока ионизируется согласно уравнению

Al0 – 3ē → Al3+.

Ион металла переходит в раствор и подвергается гидролизу. Образовавшиеся гидроксиды Al или Fe коагулируют дисперсную систему. Протеканию процесса коагуляции способствует наличие электрического поля, снижающего агрегативную устойчивость системы, и электрохимические реакции, приводящие к образованию коагулянта при растворении электродов.

На протекание электрохимической коагуляции влияют следующие факторы:

  • материал электродов;

  • скорость движения воды между электродами;

  • расстояние между электродами;

  • плотность тока;

  • температура;

  • состав примесей сточной воды;

  • рН воды.

Наибольшее влияние оказывает количество пропущенного через воду электрического тока. С увеличением количества пропущенного тока наблюдается резке улучшение процесса коагуляции и осветления воды.

Наибольший эффект при минимальном расходе электроэнергии достигается при следующих условиях:

  • плотность тока не более 10 А/м2;

  • расстояние между электродами не более 20 мм;

  • скорость движения воды между электродами не менее 2,5 м/с;

  • рабочее напряжение на электродах не должно превышать 40 В (с учётом мероприятий по технике безопасности).

В процессе электрохимической коагуляции наблюдается также снижение содержания органических примесей сточных вод вследствие протекания окислительно-восстановительных реакций. С увеличением времени электрообработки концентрация примесей уменьшается.

Большинство устройств для очистки воды электрокоагуляцией представляют собой безнапорные пластинчатые электролизеры горизонтального или вертикального типа.

Пластины металлы располагаются на расстоянии 3 – 20 мм друг от друга и удерживаются изолирующими вставками, электрический ток подводится к каждой пластине.

Рисунок 5.1 - Электрокоагулятор

С целью упрощения монтажа электрокоагуляторов и уменьшения потребляемой силы тока применяют биполярное подключение электродов, т. е. осуществляют подвод тока не к каждой пластине, а через несколько пластин. Промежуточные пластины растворяются вследствие коагуляции в возникающем электрическом поле.

Пластинчатые электролизеры в зависимости от расположения электродов и направляющих перегородок могут работать как многопоточные и как однопоточные (рис.5.2). При многопоточной схеме движения вода проходит одновременно через все промежутки между электродами (параллельное соединение каналов). Этот тип электролизера конструктивно наиболее прост, но скорость движения воды в нём мала. В некоторых работах рекомендуют применять однопоточную схему, при которой вода проходит по лабиринту, образуемому электродами (последовательное соединение каналов). При этом скорость движения воды (n – 1) раз больше, чем при многопоточной схеме (n – число электродных пластин).

СВ ОВ ОВ

СВ

СВ

СВ CВ

анод

анод

Многопоточная схема Однопоточная схема

Рисунок 5.2 – Схема движения воды в электрокоагуляторе

В процессе работы на электродах осаждаются частицы примесей. Существует ряд конструкций электролизеров, в которых предусмотрена механическая, пневмогидравлическая или эрозионная (очистка абразивными материалами) очистка электродов от образующихся на них в процессе работы осадков.

Широкое применение метода электрокоагуляции затруднено в виду использования листового металла (довольно дорого изготавливать пластины из алюминия).

Поэтому разработаны конструкции электролизеров с засыпными электродами. Такой электролизер состоит из ячеек, отделённых одна от другой сепараторами. Ячейки заполняют отходами металлов в виде стружек, обрезков, металлических опилок. Ток подводят либо к крайним электродам, либо к каждой ячейке. В таких конструкциях предусмотрены специальные приспособления для уплотнения засыпки и для изменения полярности тока.

Достоинства метода электрокоагуляционной

очистки СВ:

  • компактность установки;

  • отсутствие реагентов;

  • простота в эксплуатации;

  • экономичность.

Недостатки метода :

  • повышенный расход металла и электроэнергии вследствие образования оксидной плёнки на поверхности электродов;

  • механическое загрязнение электродов примесями сточных вод.