Классификация аппаратов электрохимической очистки
(КАЭО)

 Раздел доступен гостю




Классификация аппаратов электрохимической очистки

       На основании классификации методов электрохимической очистки воды следует осуществлять и выбор типа аппарата, который определяется в первую очередь видом генерируемого электролитического эффекта в сточной воде Рис.1.

       В зависимости от электролитического эффекта подбирается материал, и принимаются соответствующая конфигурация и конструкция электродов, камеры электролиза, а также другие технологические и конструктивные особенности аппаратов.

       Простейший электрохимический аппарат (или электролизёр) для проведения электролиза с целью получения определённых продуктов представляет собой сосуд, заполненный раствором электролита, в который погружены два электрода, соединённые с источником постоянного тока.

       Аппараты для электрохимической обработки сточных вод или электролизёры классифицируются по следующим признакам:

  •  по организации процесса – на аппараты непрерывного и периодического действия;
  •  по гидродинамическому режиму работы – на напорные и безнапорные;
  •  по типу реактора – на открытые, закрытые, бездиафрагменные и диафрагменные;
  •  по организации движения воды в межэлектродном пространстве – на горизонтальные, угловые, вертикальные с восходящим и нисходящим движением воды;
  •  по организации движения воды в аппарате – на однопоточные, многопоточные и комбинированные;
  •  по виду воздействия на дисперсную систему – электрическим полем, электродными процессами, электроразрядом, комплексным воздействием.

лектрохимическая очистка воды

Рис.1. Основные виды электролитического эффекта, возникающего в электрохимических аппаратах

       Конструкция электролизёра должна обеспечивать равномерное распределение тока по поверхности электродов и малые омические потери на всех участках электрической цепи. Для изготовления корпусов электролизёров применяют сталь, пластмассу, стекло, керамику и другие материалы. Электролизёр может быть снабжён устройствами для охлаждения или теплоизоляции. Гидродинамическая обстановка в электролизёре зависит от его конструкции и фазово-дисперсного состояния продуктов электродных реакций и извлекаемых загрязнений.

       Для характеристики электролизёров используют экономические и энергетические показатели. Одной из величин, по которой наиболее часто сравнивают электролизёры, является напряжение на электролизёре при фиксированной плотности тока.

       В различных отраслях народного хозяйства страны (в первую очередь, в машиностроении, приборостроении, авиастроении) широко применяется технология нанесения гальванических покрытий. Гальваническое производство является одним из крупных потребителей цветных металлов и достаточно дорогих химикатов. Оно расходует не менее 25% олова, 15% никеля, 50% кадмия, производимых в нашей стране. Общая поверхность изделий, подвергаемых гальваническому покрытию, на 2000 г. составила около 2 млрд м2 в год, расход кислот и щелочей для этих покрытий составляет десятки тысяч тонн.

       При химических покрытиях и подготовительных операциях потери химикатов с промывными водами иногда в десятки раз превышают их расход на обработку поверхности. Ежегодно при промывке изделий после гальванических и химических покрытий из рабочих ванн выносится не менее 3300 т цинка, 2400 т никеля, 500 т хрома, десятки тысяч тонн кислот и щелочей.

       Для промывки изделий после гальванических покрытий ежегодно расходуется не менее 650 м3 воды. Расход воды на промывку после подготовительных операций в 3–7 раз превышает расход воды на промывку после гальванических покрытий, т.е. на производство гальванических покрытий ежегодно расходуется более 3200 м3 воды.

       Источниками загрязнения окружающей среды в гальванотехнике являются не только промывные воды, но и отработанные концентрированные растворы. Сбросы отработанных растворов по объёму составляют 0,2–0,3% общего количества сточных вод, а по общему содержанию сбрасываемых загрязнений достигают 70%. Залповый характер таких сбросов нарушает режим работы очистных сооружений, приводит к безвозвратным потерям ценных материалов.

      Соединения металлов, вносимые сточными водами гальванического производства, весьма вредно влияют на экосистему водоём – почва – растение – животный мир – человек. Например, соединения кадмия даже в очень малых концентрациях оказывают резко выраженное токсикологическое действие на рыб и другие водные организмы. Соединения меди также достаточно вредны для водной среды, при концентрации более 4 мкг/л оказывают токсичное действие и тормозят развитие многих водных организмов. Весьма вредны соединения шестивалентного хрома. При концентрации в воде более 0,1 мкг/л хром начинает аккумулироваться в организме рыб, а при концентрации более 10 мкг/л оказывает токсичное действие на микрофлору водоёмов. Кадмий, медь, цинк, никель, хром и олово аккумулируются в водных организмах до весьма высоких значений. Концентрация тяжёлых металлов во многих водных бассейнах нашей страны уже достигла таких значений, когда они начинают отрицательно влиять на флору и фауну водоёмов. При поливе из водоёмов цветные металлы выносятся на поля и концентрируются в верхнем наиболее плодородном гумусосодержащем слое почве. Концентрация металлов в этом слое приводит к снижению азотфиксирующей способности почвы и урожайности сельскохозяйственных культур, накоплению металлов выше допустимых концентраций в кормах и других сельскохозяйственных продуктах.