рігається значне збільшення концентрацій забруднюючих речовин.
4. Електрокоагуляція як технологічний процес
Електрокоагуляція - коагуляція (осідання) високодисперсних колоїдних частинок і суспензій у вигляді гідроксидів металів (алюміній, залізо), що генеруються електричним струмом за рахунок розчинення металу анода (алюмінієвого або залізного) і впливу постійного електричного струму, який викликає електролітичноїдисоціації розчинених у воді солей, а також селективна взаємодія утворюються іонів з утворенням і випаданням в осад у вигляді нерозчинних гелів. Внаслідок розчинення анодів вода збагачується відповідними катіонами металів, що утворюють потім в нейтральній і слабощелочной середовищі гидроокисью алюмінію або гідрозакісью заліза, яка під впливом розчиненого у воді кисню переходить у гідроокис заліза. Гідроокиси металів володіють підвищеною коагуляционной активністю і сорбційною здатністю, що забезпечує ефективну коагуляцію дисперсних домішок за участю продуктів електролізу.
Поряд з електрокоагуляції при накладенні електричного поля відбувається також: електроліз води; поляризація колоїдних частинок; рух заряджених частинок в електричному полі (електрофорез); окислювально-відновні процеси; хімічні реакції між іонами Аl3 + або Fe2 +, що утворюються при електролітичному розчиненні металевих анодів і деякими містяться у воді іонами (S2-, РO43-); взаємодія продуктів електролізу один з одним; флотація твердих частинок бульбашками газоподібного водню, що виділяється на катоді; сорбція іонів і молекул розчинених домішок на поверхні гідроксидів заліза і алюмінію, що володіють значною сорбційною здатністю.
Розрізняють електростатичну, електрохімічну і гальванічну коагуляцію. Електростатична коагуляція протікає за рахунок поляризації колоїдних частинок під впливом зовнішнього електричного поля і злипання утворилися диполів. При цьому можливе застосування, як постійного поля, так і пульсуючого і знакозмінного. Для електростатичної коагуляції потрібні дуже великі напруженості електричного поля, близько 10-30 кВ/м, тому цей метод в водообробці стічних вод використовується мало. Різновидом електростатичної можна вважати електроконтактні коагуляцію, яка виникає при фільтруванні води в електричному полі. У цьому випадку можлива часткова поляризація гідратованих іонів і колоїдних частинок під дією електричного поля з подальшою коагуляцією диполів. Однак необхідні для коагуляції колоїдних частинок напруженості електричного поля дуже великі, і цей спосіб застосовується, в основному, для очищення знесолених вод.
Електрохімічна коагуляція протікає за рахунок електролізу води і зміни значення рН і окислювально-відновного потенціалу в об'ємі води поблизу електродів. Електроліз проводиться з нерозчинними електродами при електричному напрузі на електродах, що перевищує потенціал розкладання води (1,22 В).
Гальванічна електрокоагуляція протікає за рахунок електрохімічного розчинення у воді металевих електродів. Як матеріал електродів використовують алюміній чи сталь.
Механізм електрокоагуляції послідовно включає в себе наступні стадії: електрофоретичної концентрування (спрямований рух заряджених частинок домішок і концентрування їх у поверхні електродів); розчинення електрода і освіту гидроокисей металів; поляризаційна коагуляція дисперсних частинок; упаковка первинних агрегатів у міру накопичення частинок гидроокисей; флокуляційно коагуляція; флотація утворилися агрегатів бульбашками газів.
На процес електрокоагуляції впливає матеріал електродів, відстань між ними, швидкість руху стічної води між електродами, її температура і сольовий склад, напруга, сила і щільність електричного струму. З підвищенням концентрації зважених речовин більше 100 мг/л ефективність електрокоагуляції знижується. Зі зменшенням відстані між електродами витрата енергії на анодне розчинення металу зменшується. Теоретична витрата електроенергії для розчинення 1 г заліза становить 2,9 Вт * год, а 1 г алюмінію - 2 Вт * ч.
Ступінь використання металу електродів становить 50-90% і залежить від конструкції коагуляторов, матеріалу анода і складу оброблюваної води.
Електрокоагуляцію рекомендується проводити в нейтральній або слабощелочной середовищі містить не менше 20% хлористих солей (від загального солевмісту) і не більше 75% гідрокарбонатів і сульфатів, що викликають пасивацію електродів, при щільності електричного струму не більше 10 А/ м2, відстані між електродами не повинні перевищувати 20 мм, а швидкості руху води - не менше 0,5 м/с.
За наявності у воді великих кількостей катіонів Са2 + і Mg2 + і неможливості додавання до неї хлоридів в якості катодного матеріалу слід використовувати нержавіючу сталь і не проводити зміну полярності...
