Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 141
Текст из файла (страница 141)
Из теплообменных аппаратов через гидрозатворы 3 и дозирующие емкости 2 раствор подается в электролизеры 1. Под действием электрического тока в Часть Г11. Основное ооорудоваиие для очистки сточиих вод Рис. 3.5. Установка для концентрирования растворов солей металлов: а — в камере 1 выделяется металл на электродах, в камере 2 происходит растворение металла; б — в камере 1 растворяется металл, в камере 2 выделяется металл на электродах; Н вЂ” поток сточной воды; ~;, ~; — сточная вода, направляемая в катодиую и аподную камеры элсктролиас- ра соответственно 725 электролизерах на катоде выделяется из раствора металлическая медь: Сц" + 2е -~ Сц. Анодная реакция сопровождается окислением ионов двухвалентного железа в трехвалентное: гсе'+ — э тсе'++ е.
Суммарная катодная и анодная реакции обеспечивают регенерацию раствора, который может быть возвращен на повторное использование. Металлическая медь выделяется на катоде в вице мелкодисперсного порошка, периодически удаляемого с его поверхности. Наличие в установке двух электролизеров позволяет обеспечить ее непрерывную работу.
Цикл осаждения меди продолжается в течение 2-х мин, после этого блок катодов извлекают и переносят в аппарат 10, снабженный механизмом для очистки катодов от осадка металла. Более полному удалению меди с титановых катодов способствует подача в аппарат раствора соляной кислоты. После очистки осадка катодный блок возвращают обратно в электролизср. Работа элсктролизеров согласованна, в период удаления осадка в одном из них другой работает в режиме осаждения металла.
Установка работает в автоматическом режиме, что обеспечивает выделение меди и поддержание постоянной ее концентрации в растворе. Электрохимические установки подобного рода позволяют решать задачи, связанные с концентрированием солей металлов, содержащихся в сточных водах, и возвратом концентрированных растворов для повторного использования. Принцип действия такой установки поясняется схемой, представленной на рис. 3.5. Электролиз сточной воды проводят в аппарате, разделенном диафрагмой или ионообменной мембраной на две камеры— 1 и 2. В каждой из них установлены пластинчатые электроды.
В процессе обработки воды периодически изменяют направление тока, с тем чтобы изменялась полярность электродов в камерах 1 и 2. Сточная вода, направляемая на очистку, разделяется на два потока. Один поток — большая часть сточной воды — направляется в камеру 1, в которой электроды работают в режиме катода ~рис.
3.5, а), и происходит разряд ионов металла с образованием осадка. Очищенная Глава 3. Оборудование для электрохимичееких методов очистки вода в этом случае выходит из камеры 1. Второй поток — меньшая часть сточной воды — поступает в камеру 2, где на аноде происходит растворение металла, осажденного в предыдущем цикле его работы как катода (рис.
35, б). При смене полярности электродов одновременно перераспределяют и потоки воды. Таким образом, например, удается повысить содержание сернокислых солей меди в промывочных водах с 0,8 г/л до нескольких десятков и вернуть раствор солей на повторное использование. 3.2. Электрокоагуляторы При использовании в качестве анода железных или алюминиевых электродов происходит их электролитическое растворение, при котором в сточную воду переходят ионы этих металлов, превращающиеся в гидроксиды, или основные соли металлов, обладающие коагулирующей способностью. На этом принципе основан процесс электрокоагуляции загрязнений сточных вод. При электрокоагуляции сточных вод, содержащих тонкодиспергированные загрязнения, могут идти и другие электрохимические и физико-химические процессы, такие как: электрофорез, катодное восстановление растворенных в воде органических и неорганических веществ, химические реакции между ионами железа или алюминия и содержащимися в воде ионами с образованием нерастворимых солей.
Поэтому эффект очистки воды при электрокоагуляции в ряде случаев более высокий, чем при ее обработке одинаковыми, в пересчете на металл, дозами солевых коагулян- 726 тов. При использовании нерастворимых электродов пузырьки выделяющихся газов сорбируют на своей поверхности загрязнения и, поднимаясь вверх, увлекают их за собой. На этом принципе основан процесс электрофлотации. Электрокоагуляцию применяют для удаления из сточных вод тонкодиспергированных примесей, например масел и нефтепродуктов, органических взвесей и тд. Для удаления из воды истинно растворенных веществ этот метод не используют.
Рекомендуется применять этот метод для очистки сточных вод, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию среды (рН = 5 — 9). Поскольку для осуществления электрокоагуляции требуются значительные затраты электроэнергии и листовой металл, ее можно рекомендовать для локальных схем очистки небольших количеств сточных вод (30 — 50 м'/ч). При очистке электрокоагуляцией сточные воды сначала пропускают через электролизер, а затем направляют в аппараты для выделения продуктов реакций. Расстояние между электродами в блоке (электролизере) зависит от электропроводности сточной воды и может составлять 6 — 20 мм.
Продолжительность электрообработки в электролизере определяется свойствами загрязнений и в среднем может изменяться в пределах 0,5 — 5 мин. Учитывая малое расстояние между электродами и возможность засорения электродного пространства, сточные воды перед электрокоагуляцией необходимо подвергать механической очистке от крупнодиспергированных загрязнений. Часть ~71.
Основное оборудование для очистки сточных вод Пена Исходная Вода Осадок Исходная Вода Осадок Исходная Вода Рис. З.б. Электрокоатуляторы: а — однопоточный; б — многопоточный с вертикальным движением воды; в — то жс, со смешанным движением воды Стандартные, или типовые, конструкции аппаратов для электрокоагуляции отсутствуют. Существуют, однако, определенно сложившиеся схемы конструктивного оформления электрокоагуляторов. Злектрокоагулятор обычно представляет собой корпус прямоугольной или цилиндрической формы, в которой помешают электродную систему — ряд электродов. Обрабатываемая вода протекает между электродами. По форме и расположению электродов электрокоагуляторы разделяют на аппараты с плоскими и цилиндрическими электродами, расположенными обычно вертикально, хотя известны конструкции и с горизонтальными плоскими электродами.
Предпочтительно вертикальное положение электродов, что объясняется большей жесткостью конструкции и неизменностью размеров электродной системы, а также лучшими условиями удаления выделяющихся газов и протекания процесса флотации. В зависимости от характера движения обрабатываемой воды электрокоагуляторы можно разделить на однопоточные, многопоточные с горизонтальным или вертикальным движением воды (рис.
3.6). При вертикальном направлении движения воды электрокоагуляторы могут быть противоточные (подача воды сверху, т.е. в направлении, противоположном движению пузырьков газа, которые обеспечивают флотацию) и прямоточные (подача воды снизу). Электрокоагуляторы снабжают вытяжным вентиляционным устройством для удаления газов, механическими устройствами для удаления флотируемых продуктов с поверхности очищаемой воды и осадка из нижней части аппарата, а также устройствами для очистки поверхности электродов и межэлектродного пространства.
При очистке сточных вод, содержащих вредные или опасные вещества, электрокоагулятор должен иметь снабженный вытяжкой и Пава 3, Оборудование для электрохимических методов очистки 728 уровнемером герметичный корпус, в который можно подавать инертный газ. Аноды и катоды часто изготавливают из одного и того же материала, что позволяет повысить ресурс работы аппарата, периодически изменяя полярность электродов (реверс тока). На рис. 3.7 представлена электрокоагуляционная установка, в которой электрокоагулятор совмещен с вертикальным отстойником, а окончательное выделение скоагулированных частиц происходит в гидроциклоне. Институтом «Гипроморнефть» разработан электрокоагуляционный аппарат, в котором разделение электрокоагулированной системы происходит в тонкослойном отстойнике (рис.
3.8). Авторы отмечают, что этот комбинированный электрокоагулятор позволяет отказаться от громоздких отстойников, Аппарат изготовлен из листовой стали. В качестве электродов использованы стальные листы (Ст3) толщиной 8 мм. Расстояние мемеду электродами состав- Рнс. 3,7. Установка электрокоагуляционной очистки; 1 — насос; 2 — бункер для осадка; 3 — гидропиклон; 4 — выпрямитель; 5 — очишенная вода; б — уловленные нефтепродукты; 7— вертикальный отстойник; 8 — электродный Блок; 9 — осадок ляет 8 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
