Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Способ химической коагуляции

Содержание: любопытно, что задумывается по поводу химической коагуляции местная уважаемая публика?

Отвечает к.х.н. О.В. Мосин

Химические способы чистки воды относятся к физико-химическим процессам чистки аква систем. Они отличаются многостадийностью и относительной сложностью происходящих в аппаратах водоочистки физико-химических явлений. Механизм и скорость протекания отдельных стадий зависят от многих причин, выявление воздействия и верный учет которых нужны для рационального конструирования электролизеров и оптимального ведения процессов чистки воды.

Основываясь на законах физической химии, электрохимии и хим технологии, химические способы чистки промышленных сточных вод можно поделить на три главные группы: способы перевоплощения, способы разделения и комбинированные способы.

Способы перевоплощения обеспечивают изменение физико-химических и  фазово-дисперсных  черт загрязнений сточных вод с целью их обезвреживания и резвого извлечения из стоков. Перевоплощение примесей может проходить ряд поочередных стадий, начиная с электрического уровня взаимодействия растворимых соединений и заканчивая конфигурацией каких-то электроповерхностных и больших черт грубодисперсных веществ, содержащихся в сточных водах.

 Методы разделения созданы для концентрирования примесей в локальном объеме раствора без существенного  конфигурации фазово-дисперсных либо физико-химических параметров извлекаемых из сточных вод веществ. Разделение примесей и воды происходит в главном за счет флотации электрогенерируемыми пузырьками газов либо силового воздействия электронного поля, обеспечивающего транспорт заряженных частиц в воде.

            К комбинированным способам химической чистки сточных вод относятся способы, которые подразумевают совмещение 1-го либо нескольких способов перевоплощения и разделения загрязнений стоков в одном аппарате.

Чистка сточных вод способом электрокоагуляции основан на их электролизе с внедрением железных либо дюралевых анодов, подвергающихся электролитическому растворению. В итоге осуществляется процесс коагуляции, аналогичный обработке сточной воды солями железа и алюминия. Но, по сопоставлению с реагентным коагулированием при химическом растворении металлов не происходит обогащения воды сульфатами и хлоридами, содержание которых в воде лимитируется как при сбросе очищенных сточных вод в водоемы, так и при повторном использовании в системах промышленного водоснабжения.

            При электрокоагуляции сточных вод протекают и другие химические и физико-химические процессы:

1. электрофорез

2. катодное восстановление растворенных в стоках органических и неорганических веществ либо их хим восстановление, также образование катодных осадков металлов

3. флотация жестких эмульгированных частиц обрабатываемой сточной воды пузырьками газообразного водорода, выделяющегося на катоде

4. сорбция ионов и молекул растворенных примесей стоков, также частиц эмульгированных в воде примесей на поверхности гидроксидов железа и алюминия, которые владеют значимой сорбционной способностью

При использовании нерастворимых электродов коагуляция может происходить в итоге злектрофоретических явлений и разряда заряженных частиц на электродах, образования в растворе веществ (хлор, кислород), разрушающих сольватные соли на поверхности частиц. Таковой процесс можно использовать для чистки вод при низком содержании коллоидных частиц и низкой стойкости загрязнений.

Для чистки промышленных сточных вод, содержащих высокоустойчивые загрязнения, проводят электролиз с использова­нием растворимых железных либо дюралевых анодов. Под действием тока происходит растворение металла, в итоге чего в воду перебегают катионы железа либо алюминия, которые, встречаясь с гидроксидными группами, образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев. Наступает насыщенная коагуляция.

На процесс электрокоагуляции влияет материал электродов, расстояние меж ними, скорость движения сточной воды меж электродами, ее температура и состав, напряжение и плотность тока. С увеличением концентрации взвешенных ве­ществ более 100 мг/л эффективность электрокоагуляции понижается. С уменьшением расстояния меж электродами расход энергии на анодное растворение металла миниатюризируется. Теоретический расход электроэнергии для растворения 1 г железа составляет 2,9 Вт-ч, а 1 г алюминия — 12 Вт-ч. Электрокоагуляцию советуют проводить в нейтральной либо слабощелочной среде при плотности тока менее 10 А/м2, расстоянии меж электродами менее 20 мм и скорости движения воды менее 0,5 м/с.

Электрокоагуляционную чистку сточных вод можно использовать для чистки от эмульсий нефтепродуктов, масел, жиров (электрокоагулятор представляет собой ванну с электродами). Эффективность чистки от нефтепродуктов составляет: от масел 54-68%, от жиров 92-99% при удельном расходе электро­энергии 0,2-3,0 Вт-ч/м3.

На практике более обширно употребляют безнапорные пластинчатые электрокоагуляторы, направление движения жид­кости в каких может быть горизонтальным и вертикальным. Они могут быть однопоточными, многопоточными и смешанны­ми. При многопоточной схеме движения вода проходит одно­временно через промежутки меж электродами (параллельное соединение каналов). При однопоточной схеме вода проходит меж электродами поочередно (последовательное соеди­нение каналов), что уменьшает пассивацию электродов. Скорость движения воды у однопоточных электрокоагуляторов много больше, чем у многопоточных. Толщину электродов, их ширину, межэлектродное расстояние определя­ют с учетом конструктивных особенностей, также данной скорости дви­жения воды, все характеристики для расчета имеются в нормативной документации. Там же можно высчитать объем газа.

Способ работы электрокоагулятора заключается в образовании под действием проходящего электронного тока высокоактивных гидроксидов алюминия и железа, немедля вступающих в реакцию с вредными примесями техногенного происхождения и не затрагивающих при всем этом естественный солевой состав обрабатываемой воды с следующим резвым переходом связанных примесей и непрореагировавших реагентов в нерастворимый, химически-инертный, легкоотделяемый шлам.

Вместе с этим, прохождение электронного тока большой плотности через обрабатываемую воду, обусловливает высшую антибактериальную эффективность процесса. Это происходит так как из за разрыва связей высвобождаются хим элементы (их соединения) и ионы кислорода. Высвободившийся кислород в свою очередь (в дополнение к кислороду, образующемуся на аноде) не только лишь насыщает воду ионами кислорода, да и является одной из массивных составляющих по обеззараживанию воды.

Фактически полное обеззараживание происходит уже в 1-ые несколько секунд работы прибора. Дополнительно эффект обеззараживания гарантируется насыщенным поступлением в среду атомарного кислорода, бурно выделяющегося в итоге электролиза воды, на поддержание которого расходуется около 5% потребляемой прибором электроэнергии.

Плюсы .способа электрокоагуляции заключаются в компактность уста­новок и простота управления, отсутствие потребности в реагентах, малая чувствительность к изменениям критерий проведения процесса чистки (температура, рН среды, присутствие ядовитых веществ), получение шлама с неплохими структурно-меха­ническими качествами.

Недочетом электрокоагуляции является завышенный расход металла и электроэнергии, малая производительность, образование огромного объема вторичных отходов (шламов), а в неких случаях ядовитых реагентов. Потому я не рекомендую использовать этот способ для бытовой чистки воды.

Не считая этого, под воздействием электронного поля в обрабатываемой воде, вместе с химическими процессами, происходит разрушение (разрыв) КЛАСТЕРОВ воды, что очень не нужно, так как вода имеет свою неподражаемую структуру, несущей информацию. Формирующиеся новые КЛАСТЕРЫ владеют полностью новыми непредсказуемыми чертами.

Электрокоагуляция все же находит промышленное применение в пищевой, хим и целлюлозно-бумажной индустрии и при чистке сточных вод.

К.х.н. О. В. Мосин

Комментарии запрещены.