Физико-химические процессы протекающие во время электролиза

В продолжение темы электрокоагуляции и электрофлотации, рассмотрим как происходит эти процессы на физико-химическом уровне.

Растворение металла анода, образующего хлопья гидрооксидов железа, или алюминия, зависит

• от силы тока и времени его прохождения,
• а так же от свойств очищаемой водной среды.

Чем выше плотность тока, тем интенсивнее идет процесс растворения металла анода и электрокоагуляции. Скорость растворения анода заметно возрастает при повышении температуры, а так же зависит от ионного состава водной среды.

Существо протекания процессов электрокоагуляции и электрофлотации

Коагуляция как метод физико-химической очистки

Модуль электрокоагуляции (NEC 005)

Более всего на активность растворения алюминиевого анода влияет концентрация ионов хлора, легко проникающих через пленку оксида алюминия и замедляющих процесс ее образования. Поэтому, при повышении концентрации сульфат-ионов в сравнении с хлоридами, активизирующее действие последних подавляется.

В то время, как анодный электрод растворяется, обогащая очищаемые стоки ионами алюминия, или железа, на катоде идут процессы восстановления металлов, органических соединений и пассивирующих пленок оксидов металла. Кроме того, в зависимости от состава среды, на электродах могут адсорбироваться неорганические и органические вещества, сдвигающие скорость реакции в ту, или другую сторону, а так же может происходить выделение газов, выносящих коагулирующие частицы на поверхность водной среды.

При повышении температуры образование осадка на электродах замедляется, увеличивается скорость растворения пассивирующей оксидной пленки, мешающей процессу растворения алюминиевых анодов. При этом она становится более рыхлой и легко удаляется. Повышение температуры среды способствуют так же разрушающему воздействию на оксидную пленку ионов хлора, так как они более активно собираются на ее поверхности.

Если рассматривать электрокоагуляцию с точки зрения расхода коагулирующих веществ, то один грамм растворенного анодного алюминия по эффективности равен примерно 12 граммам сульфата алюминия, а один грамм анодного железа соответствует примерно пяти граммам хлорида или сульфата железа.

При электролизе очищаемых стоков на электродах, в результате протекания соответствующих окислительно-восстановительных реакций, идет восстановление и выделение газообразных

• водорода,
• кислорода,
• азота
• и хлора.

Основной объем приводится на водород. При этом их размеры находятся в диапазоне от десяти до двухсот микрон, причем половину составляют пузырьки от 25 до 40 микрон.

Поэтому вполне закономерно, что подобный эффект используется для извлечения загрязнений из сточных вод путем электрофлотации. Кроме того, размеры пузырьков находятся в прямой зависимости от плотности тока, поэтому эти параметры можно легко регулировать.

Эффективность флотации, как и коагуляции, возрастает с увеличением температуры водной среды. Особенно эффективна электрофлотация при обезжиривании очищаемой сточной воды. Как и при электрокоагуляции эффективность процесса электрофлотации находится в прямой зависимости от плотности тока. Но до определенного предела, так как в результате интенсивного газообразования в обрабатываемой жидкости образуются зоны турбулентности, ухудшающие закрепление частиц и их всплытие.

Степень очистки может достигать 90% при условии подбора оптимальных параметров электрофлотационного процесса. Поэтому для стоков в высоким содержанием жиров, особенно часто встречающихся в масложировых производствах, электрофлотация наиболее эффективна.

Электрофлотация

Флотационные процессы проходят при более высоких напряжениях, чем коагуляционные. Поэтому для экономии расходного анодного материала применяется комбинированный метод, включающий протекание в одной установке процессов электрокоагуляции и электрофлотации.

Получение газовой фазы при электрофлотации сточной воды

Основные схемы флотации и их применение

Процесс флотации сточных вод: история вопроса и современные виды

Эффект очистки по взвешенным веществам в таких установках достигает 95%, а по жирам доходит до 97%, благодаря эффективному извлечению частиц коллоидных растворов.

Некоторые товары из каталога:

Модуль электрокоагуляции (NEC 005)	Флотационная установка (флотатор) (IPF 135E)	Флотационная установка (флотатор) (NPF 700)

Если вас заинтересовал вышеизложенный материал, или вы хотите что-то уточнить, или добавить на основании своего практического опыта, ждем ваших комментариев, которые будут полезны не только нам, но и другим специалистам!