5.1.1. Электрокоагуляция

Коагуляция вод, содержащих мелкодисперсные и коллоидные частицы, может происходить при пропуске сточных вод через электролизер с анодом, изготовленным из алюминия или железа. Металл анода под действием постоянного тока ионизируется и переходит в сточную воду, частицы загрязнений которой коагулируются образовавшимися трудно растворимыми гидроксидами алюминия и железа.

Растворение в воде 1 г алюминия эквивалентно введению 6,3 г A12(SO4) и 1 г железа – введению 2,9 г FеСl3 и 3,6 г Fe2(SO4)3. Теоретический расход электроэнергии для растворения 1 г алюминия – 12, а 1 г железа – 2,9 Вт∙ч. Плотность тока рекомендуется не более 10 А/м2 расстояние между электродами не более 20 мм, а скорость движения воды между электродами не менее 0,5 м/с. Метод электрохимического коагулирования может быть применен для разработки сточных вод, содержащих эмульгированные частицы масел, жиров и нефтепродуктов, хроматы, фосфаты. Компактность установок, отсутствие реагентного и складского хозяйства, простота обслуживания является несомненным достоинством метода электрохимической коагуляции. Однако значительные расходы электроэнергии и металлов, являющиеся следствием образования окисной пленки на поверхности электродов, их механического загрязнения примесями сточных вод, а также нагревания обрабатываемой сточной воды ограничивают область применения этого метода.

На рис. 1.20 изображена электрокоагуляционная установка по очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты и взвешенные вещества в концентрации соответственно 0,3-7,5 и 0,5-8 г/л. При электрокоагуляции в резервуаре через систему плоских стальных электродов, установленных на расстоянии 10 мм друг от друга, пропускается постоянный ток плотностью 0,6 А/дм2 под напряжением 10-18 В.

При продолжительности контакта сточных вод в электрическом поле 15-30 с и пропускной способности 1,5-3 м3/ч на 1 м2 площади поверхности электродов одного полюса эффективность очистки достигает 99 %. Положительные результаты этот метод дает также при обработке сточных вод гальванических цехов, где потребляемая мощность на 1 м3 обрабатываемой сточной воды составляет 0,4-0,5 кВт за один час работы.

Электрокоагуляция применяется для отчистки сточных вод гальванических и травильных отделений от хрома и других тяжелых металлов, а так же цианов.

Схема установки (рис. 1.21) предназначена для отчистки сточных вод от шестивалентного хрома. Сточная вода из промывочной ванны 2 гальванического участка насосом 1 по трубопроводу 3 поступает в промывочный электролизёр 6, в котором расположены электроды 5, питающиеся напряжением 12-14 В от выпрямителя 4.

При пропускании электрического тока с плотностью 50-100 А/м2 через сточную воду, движущуюся по длине электролизёра 6 в течение 10-15 мин, происходит анодное растворение стальных электродов, и образующиеся при этом ионы двухвалентного железа восстанавливают шестивалентный хром до трехвалентного. Одновременно происходит гидролиз ионов железа и трехвалентного хрома с образованием нерастворимых гидроксидов Fe(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3. Сточная вода со взвешенными в ней гидроксидами поступает из электролизёра 6 в центрифугу 7, в которой происходят – отделение гидроксидов железа и хрома и удаление их через трубопровод 8. Очищенная от хрома вода по трубопроводу 10 поступает для дальнейшей отчистки или при закрытом вентиле 9 по трубопроводу 11 поступает для повторного использования в промывочных ваннах.