Электролиз как метод очистки сточных вод.

— очистка, осуществляемая посредством анодных и катодных реакций окисления и восстановления раствор. в воде в-в; реакций между ионами металлов, переходящих в воду в результате электролитич. растворения металлич. анода, и ионами раствор, в воде в-в; сорбции раствор, в-в гидроксидами метал-ловобразующимися при электролизе; коагуляции высокодисперсных в-в; флотации взвеш. и плавающих частиц газами, выделяющимися на катодах и т.д. Комбиниров. действие этих процессов приводит к удалению из сточных вод раствор. и диспергиров. в-в. Электрохимическая очистка производственных сточных вод в ряде случаев имеет преимущества перед обработкой сточных вод хим. реагентами и др. физ.-хим. способами, т.к. позволяет извлечь из воды ценные хим. продукты и металлы, значительно упростить техно-логич. схему очистки, уменьшить производств, площади, необходимые для размещения очистных сооружений. Эффект очистки производств, сточных юд зависит от их исходного хим. состава (рН, общее содержание минер, солей), применяемых электродов и расстояния между ними, плотности тока, уд. расхода электричества, интенсивности перемешивания в процессе электролиза, темп-ры. Эффект очистки возрастает в случае разделения анодного и катодного пространств полупроницаемыми диафрагмами из различных материалов. Применение электрохимической очистки наиболее целесообразно при относительно высокой их электропроводности, обусловленной наличием в сточных водах минер, к-т, щелочей или солей (при значениях рН сточных вод, лежащих в нейтр. области, их общее солесодержание должно составлять не менее 0,3 г/л).

Электрохимические способы очистки сточных вод, основан, на анодном окислении или катодном восстановлении содержащихся в них органич. и неорганич. в-в, могут применяться на локальных установках при относительно небольших расходах воды. В нашей стране электрохим. способы применяют для очистки сточных вод от цианидов на предприятиях машиност-роит. и металлообрабат. профиля, для удаления красителей и поверхностно-активных в-в из сточных вод предприятий легкой пром-сти и предприятий по прошву товаров бытовой химии, а также для электрохим. извлечения меди и др. цветных, а также драгоц. металлов из высоко-и малоконцентриров.сточных вод. В последнем случае для извлечения драгоц. и цветных металлов применяют объемно-пористые катодные материалы в виде уг-леграфитовых волокон. Известны электрохим. методы очистки сточных вод предприятий разл. отраслей пром-сти от фенолов, цианидов, роданидов, нитросо-единений, этиленгликоля, 2,4-Д-к-ты, перекисных органич. соединений, активных азокрасителей, симазина, цианурхлорида, серосодержащих и нек-рых др. органич. соединений, основан, 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 мало-концентриров. сточных вод. В этом случае возможна регенерация ценных продуктов из высококонцентриров. сточных вод. Относительно высокий уд. расход электроэнергии компенсируется стоимостью регенериров. продуктов (особенно при регенерации едкой щелочи, дорогостоящих минер, кислот).

Существуют методы регенерации серной к-ты и металлич. железа, азотной и плавиковой к-т из отработ. р-ров, образующихся при травлении углеродистых и легир. сталей, хромовой, фосфорной и серной к-т из отработ. р-ров процессов хромирования, анодирования и электрополирования, едкой щелочи и кристаллич. гидроксида алюминия из отработ. р-ров щелочного травления изделий из алюминиевых сплавов. Использование электролиза для обработки малоконцентриров. сточных вод основано на их деминерализации (обес-соливании) с повторным использованием очищ. вод в произ-ве и попутном извлечении из сточных юд нек-рых ценных продуктов. Применение этого способа оправданно при высоких требованиях к качеству сточных юд, сбрасываемых в водоемы. Деминерализация сточных вод методом электродиализа возможна при достаточно высоком их расходе (порядка неск. сот кубометров в сутки). Осн. недостатками способа являются относительно высокий уд. расход электроэнергии и необходимость удаления концентриров. р-ров минер, солей при невозможности их технич. использования. Электродиализное обессоливание воды находит применение при создании замкнутых систем водоиспользования на предприятиях. Электрокоагуляц. методы очистки сточных вод получили наибольшее распространение по сравнению с др. электрохим. 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 в-в, 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 к-рых в очищ. воде лимитируется как при сбросе ее в водоемы, так и при повторном использовании в системах производств, водоснабжения. При электролизе сточных вод одновременно протекают др. физ.-хим. процессы: электрофорез; катодное восстановление раствор, органич. и неорганич. в-в и их хим. восстановление ионами Fe2+, a также образование катодных осадков металлов; хим. реакции между ионами Fe + и А13+, выделяющимися при электролитич. растворении металлич. анодов, и нек-рыми содержащимися в воде ионами (S ", Р04~ и др.), 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 наз. электро-флотацйей). Кроме того, происходит сорбция ионов и молекул раствор, в-в, а также эмульгиров. в-в на поверхности хлопьев гидроксидов железа и алюминия, к-рые обладают значит, адсорбц. способностью, особенно в момент образования. В отд. случаях только совместное протекание электрофореза и электрокоагуляции обеспечивает успешную очистку сточных вод, напр. содержащих Эмульгиров. в-ва. Осн. область применения электрокоагуляции в сочетании с электрофлотацией или без нее — удаление из сточных вод нерастворенных высокодисперсных в-в, образующих в воде различ. коллоидные системы. Значительно уже область применения электрокоагуляции для удаления из воды истинно растворенных примесей. В осн. это примеси, образующие с ионами Fe + и AI нерастворимые в воде хим. соединения, выпадающие в осадок, а также хромат-ионы и др. примеси.

Дата добавления: 2015-07-15