27. Электрохимические коагуляторы.

При очистке СВ большое распространение нашли электрохимические коагуляторы. Коагуляция вод, содержащих мелкодисперсные и коллоидные частицы может происходить при пропуске СВ через электролизёр, анод которого изготовлен из Аl или Fe. Металл анода под действием постоянного тока ионизируется, переходит в СВ. Загрязнение СВ коагулируется образовавшимися труднорастворимыми Al(OH)₃ или Fe(ОН)₃. Такой метод применяется для обработки СВ, содержащей эмульгированные частицы масел, нефтепродуктов, а также хроматы и фосфаты.

Такие установки компактные, отсутствует реагентное хозяйство и довольно просты в эксплуатации, но требуют значительного расхода электроэнергии и металлов, которые идут на изготовление анода. Ограничивает их применение образование окисной плёнки на поверхности электродов, механические загрязнения примесями СВ и нагревание СВ.

С хема электрокоагулятора

1-насос;

2-бункер для осадка;

3-гидроциклон;

4-выпрямитель;

5-выпуск очищенной воды; 6-уловленные нефтепродукты;

7-вертикальный отстойник;

8-электродный блок;

9-выгрузка осадка.

Такая установка применяется для СВ, содержащих нефтепродукты с концентрацией 0,3-7,5 г/л и взвешенные вещества 0,5-8 г/л. В электрокоагуляторе через систему электродов пропускается постоянный ток плотностью 0,6 А/дм², напряжение 10-18 В, расстояние между электродами 10 мм. При продолжительности контакта СВ в электрическом поле в пределах от 15 до 30 сек, пропускной способности до 3 м³/ч на 1м² площади поверхности электродов эффективность очистки достигает 99%. Положительные результаты получены также при обработке СВ цех гальванопокрытий

28. Электрофлотационные установки.

Сущность электрофлотации заключается в переносе загрязняющих веществ в жидкости на поверхность с помощью пузырьков газа, которые образуются при электролизе СВ. В процессе электролиза на катоде выделяется Н₂, на аноде-О₂.

Размер пузырьков, отрывающихся от поверхности электрода, зависит от величины краевого угла смачивания, кривизны поверхности электрода, от конструкции электрода. Основную роль играют пузырьки Н₂, которые образуются на катоде. При применении растворённых электродов, железных или алюминиевых, на аноде происходит анодное растворение металла, в результате чего образуются хлопья Fe(OH)₃ или Al(OH)₃. Одновременное образование хлопьев коагулянта и пузырьков газа обеспечивает эффективность электрофлотации.

Такие установки называются электрокоагуляционно- флотационные. При пропускной способности до 15 м³/ч установки могут быть однокамерные, при большей пропускной способности-двухкамерные горизонтального или вертикального типа.

Расчёт установки электрофлотации сводится к определению общего объёма установки: V_ц=V_э+V_ф

V_э - объёма электродного отделения и V_ф - объёма камеры флотации

V_э определяется по возможности размещения в нём необходимой электродной системы.

При расчёте горизонтальной установки ширина секции принимается в зависимости от производительности установки. Q<90 м³/ч, В=2м; Q=90-180м³/ч, В=2,5-3 м.

Число пластин электрода, размещённых в установке: n_э=(В-2а₁+а₂)/(δ+а₂)

а₁-расстояние от крайней пластины до стенки камеры, чаще всего =100мм;

а₂-расстояние между пластинками электрода, обычно 15-20мм;

δ-толщина пластины, 6-10мм.

Необходимая плотность пластин: f_э= f_а/(n_э-1), f_а=ЕQ/i.

f_а-активная поверхность электродов; Е-удельное количество электричества, А*ч/м³; Q-расчётный расход СВ, м³/ч; i-плотность тока на электродах.

Далее по конструктивным соображениям определяется с высота пластин. Чаще всего высота в пределах 1-1,5мм. Находим длину пластин.

Длина электродной камеры: l_э=f_э/h_э Lэ=lэ+2a₁ w_э=BHэLэ

h_э-высота электрода, Нэ-рабочая высота электродной камеры,м, Lэ-длина электродной камеры; w_э-объём электродной камеры. [ Hэ=h₁+h₂+h₃ ], h₁-высота осветлённого стока, 1-1,5м; h₂-высота защитного слоя, 0,3-0,5м; h₃-высота слоя шлама, 0,4-0,5м.

Продолжительность флотации t_ф (в каждом конкретном случае находится экспериментально), чаще всего t_ф=0,3-0,75ч.

Длину и высоту камеры флотации определяют, исходя из её объёма и ширины В.

Количество металлов электродов, переходящих в раствор: m_э=k_т*Э*E,

m_э-количество металла, переходящего в 1м³ раствора, г; k_т-коэффициента выхода по току, определяется экспериментально, равно 0,5-0,95; Е-электрохимический эквивалент, г/(А*ч). {Для Fe²⁺ E=1,042, Е(Fe³⁺ )=0,695, Е(Al³⁺ )=0,336}.

Срок службы электродной системы: Т=М*1000*Q_сут/m_э М=ρ*k_э*f_э*δ*n_э

М-количество металла электродов, которое растворяется при электролизе, кг; Т-срок службы электродной системы, сут; ρ-плотность металла электродов, кг/м³; k_э-коэффициент использования материала электродов, 0,8-0,9; Q_сут-суточный расход СВ, м³/сут.