Электрохимические методы очистки

Электролизеры. Устройства, в которых проводят те или иные процессы электрохимического воздействия на водные растворы, имеют общее название — электролизеры.

В зависимости от природы процессов. Протекающих в таких аппаратах и обеспечивающих извлечение или обезвреживание загрязняющих компонентов, электролизёры разделяют на следующие типы: элетрофлотаторы, электрокоагуляторы, электролизёры для проведения реакций окисления и восстановления и электродиализаторы.

Электрофлотационные установки. В электрофлотационных установках для проведения процесса флотации используют газообразные продукты – водород и кислород, выделяющиеся на электродах при электролизе обрабатываемой воды. На катоде происходит разряд молекул воды с образованием водорода. На аноде процесс окисления сопровождается выделением кислорода.

Электролитическое диспергирование газа обеспечивает также получение наиболее высокодисперсной газовой фазы, что позволяет использовать электрофлотаторы для очистки воды от устойчивых коллоидных загрязнителей.

Электрофлотационные установки разделяют по направлению движения воды и флотирующих газов в них на противоточные прямоточные с горизонтальным или вертикальным расположением электродов. Электрофлотационые аппараты имеют одну или несколько камер. Электроды выполняют в виде пластин, однако чаще применяют их в виде проволочной сетки из меди или нержавеющей стали. Размер пузырьков газа, покидающих электроды, зависит от величины краевого угла смачивания и кривизны поверхности электродов, поэтому, изменяя диаметр проволоки, удается регулировать дисперсность газовой фазы. Оптимального распределения по размерам газовых пузырьков, а также газонаполнения.достигают варьированием плотности тока на электродах.

Установки для электрокоагуляции. Стандартные, или типовые, конструкции аппаратов для электрокоагуляции отсутствуют. Существуют, однако, определенно сложившиеся схемы конструктивного оформления электрокоагуляторов.

Электрокоагулятор обычно представляет собой корпус прямоугольной или цилиндрической формы, в который помещают 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 движении обрабатываемой воды электрокоагулнторы можно разделить, на однопоточные, многопоточные с горизонтальным или вертикальным движением воды.

При вертикальном направлении движения воды электрокоагуляторы могут быть противоточные (подача воды сверху, т.е. и исправлении, противоположном движению пузырьков газа, которые обеспечивают флотацию) и прямоточные (подача воды снизу).

При очистке сточных вод, содержащих вредные или опасные вещества, элсктрокоагулятор должен иметь герметичный корпус, в который можно подавать инертный газ, снабжен вытяжкой уровнемером. Аноды и катоды часто изготавливают из одного итого же материала, что позволяет повысить ресурс работы аппарата, периодически изменяя полярность электродов.

Электрокоагуляцию применяют преимущественно в системах: локальной очистки сточных вод, загрязненных тонкодисперсными и коллоидными примесями, от масел, нефтепродуктов, некоторых полимеров, соединений хрома и других тяжелых металлов. Она находит применение в процессах осветления, обесцвечивания, обеззараживания и умягчения воды в системах водоподготовки. Электрокоагуляция применима главным образом для очистки нейтральных и слабощелочных вод.

Мембранные методы очистки

Находят в последние время всё большее применение для очистки промышленных сточных вод.

Они конкурируют с ионообменными методами очистки и в ряде случаев превосходят их. При очистки большого объёма воды лучше ионообменный способ очистки, а для малого объёма, лучше мембранный способ очистки.

Методы:

Ø Обратный осмос.

Ø Ультра фильтрация.

Ø Испарение через мембрану.

Ø Диализ.

Ø Диффузионное испарение через мембрану.

Выбор метода зависит от размера разделяемых частиц.

В любом из этих процессов раствор приводится в соприкосновение с полупроницаемой мембраной, с одной её стороны в следствие особых свойств полупроницаемой мембраны прошедший через мембрану раствор (растворитель) обедняется (обогащается одним из компонентов).

Для разделения жидких смесей и сточных вод используют обратный осмос и утра фильтрацию.

Более подробно можно рассмотреть метод, осмоса и обратного осмоса.

в) Р>π  Обратный осмос

а) Р<π Осмос на

б) Р=π

вода

р - р

вода

р - р

вода

р - р

             М-на                м-на                        м-на