Электрохимическая очистка воды

Для очистки стоков от растворимых и диспергированных примесей применяются процессы анодного окисления, катодного восстановления, электрокоагуляции, диализа, электрофлокуляции. Данные процессы протекают на электродах при условии прохождения через сточную воду электрического тока постоянной силы.
Очистка воды электролизом

Электрохимический метод очистки воды: принципы

Электрохимические методы водоочистки позволяют извлекать из стоков ценные продукты. При этом технология является достаточно простой и не предполагает применения реагентов. Главный недостаток метода – большие затраты электроэнергии. Очистка стоков электрохимическими методами может быть периодической и непрерывной.

Очистка воды электролизом

При прохождении водной массы через межэлектродное пространство прибора электролизер происходит электролиз воды, а также поляризация частиц, окислительно-восстановительные процессы, электрофорез, взаимодействие продуктов электролиза между собой. Данные процессы направлены на удаление из стоков примесей в растворенном виде – они распадаются с образованием воды, СО2, NH3 и других нетоксичных веществ. В качестве анодов используются нерастворимые электрохимическим способом материалы – магнетиты, графиты, диоксиды тяжелых металлов. Их наносят на основу из титана. Катоды изготавливают из сплавов железа, вольфрама, никеля, графита, молибдена и других металлов. Эффективность электрохимических методов оценивают по плотности тока, напряжению, коэффициенту полезного использования напряжения, выходу по току, выходу по энергии.
Электролизер

Применение электрохимических методов водоочистки: коагуляция

В случае применения нерастворимых электродов коагуляция происходит в результате электрофоретических явлений и разряда электродных заряженных частиц, образования в растворе разрушающих сольватные оболочки веществ (хлор, кислород) на поверхности загрязняющих частиц. Такой процесс идеально подходит для очистки сточных вод со сравнительно невысоким содержанием коллоидных частиц и низкой устойчивостью к загрязнениям. Для очистки промышленных стоков с высокоустойчивыми загрязнениями в составе проводят электролиз с применением растворимых стальных и алюминиевых анодов. Под воздействием тока металлы растворяются, и в воду переходя катионы металлов. Они вступают в реакцию с элементами гидроксильных групп, образуя гидроксиды металлов.

С увеличением концентрации взвешенных частиц до 100 мг/л и более эффективность электрокоагуляции начинает падать. С уменьшением расстояния между электродами показатель расхода энергии на анодное растворение металла падает. Электрокоагуляцию рекомендуют проводить в нейтральной или слабощелочной среде, плотность тока при этом не должна превышать 10 А/м2. Достоинства методики – отсутствие необходимости применять реагенты, невысокая чувствительность по отношению к условиям очистного процесса, получение шлама с отличными механическими и структурными характеристиками.

Электрохимическая очистка воды: электрофлотация

В ходе электрофлотации очистка сточных вод производится с помощью пузырьков газа, образующихся в рамках электролиза. На аноде при этом появляются пузырьки кислорода, а на катоде – водородные. При использовании растворимых электродов получаются хлопья коагулянтов и пузырьки газа, поэтому эффективность флотации возрастает.
Флотатор

Электрохимическая очистка сточных вод: электродиализ

Электродиализ – методика разделения составных компонентов раствора, основана на разнице мембранных диффузий. Процесс очистки стоков в данном случае основывается на разделении ионизированных частичек под действием электродвижущей силы, которая создается в растворе по обе стороны мембраны. Электродиализ подходит для опреснения морской, речной, озерной воды, подготовки промышленных стоков. Для обессоливания применяются мембраны (гомогенные, гетерогенные). Гомогенные – это смесь порошка ионита со связующим веществом.

ВсеИнструменты

Электродиализ, как правило, проводится с двумя ионообменными мембранами. При использовании ионообменных диафрагм общая эффективность процесса повышается, падает расход электроэнергии. Главный недостаток методики – это концентрационная поляризация, которая приводит к осаждению солей на мембранных поверхностях и ухудшению показателей очистки.

Преимущества электрохимического метода очистки воды

Главные преимущества электрохимической очистки стоков:

  1. Компактные размеры комплекса.
  2. Простота обслуживания и эксплуатации систем.
  3. Отсутствие необходимости в применении реагентов.
  4. Независимости от температурных характеристик стоков.
  5. Эффект бактерицидной очистки.

Но есть и недостатки – среди них невысокая производительность, значительная энергоемкость, большой объем шлама, образование токсичных побочных продуктов (необязательно, но часто).

Оценка: 1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (4 голосов, оценка: 3,50 из 5)
Загрузка...