Способ очистки сточной воды

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ вода, включающий корректировку рН до величины 6,7-6,9, электрообработку с растворимым анодом, смену полярности тока на электродах, отвод .очищенной воды и отстаивание, от-. личающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и повышения эффективности очистки сточной воды, электрообработку ведут при плотности тока 500-3000 А/м и скорости прохождения срочной ъояа в межэлектродном пространстве 2-8 м/с и с использованием анода, выполненного яз чугуна, содержа111его алюминий и графит при следующем соотношении компонентов , мас.%: А119-25 С1,6-2,5 FeОстальное 2. Способ по п. 1, о т л и ч.а Ю-. щ и и с я тем, что используют катод § из хромникелевой стали и смену полярности проводят через кеикдые 24 ч в течение 10-15.с.

СОЮЗ, СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗСЮ С 02 F 1 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»

l».

»

19-25

1,6-2,5

Остальное (21) 3457603/23-26 (22) 30.04.82 (46) 23.09.84. Бюл.. Р 35 (72) И.И.Уткин и Н.В.Николаев (71) Одесский инженерно-строительный институт

{53) 628.543(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 882945, кл. С 02 F 1/46, 1981.

2. Рогов В.И. и др. Применение электрокоагуляции -флотации в технологии обработки воды."Электронная обработка материалов", 1978, М 6, с. 80. (54){57) 1. CHOCOS OMHCTKH CTO×HOÈ

ВОДИ, включающий корректировку рН до величины 6, 7-6, 9, электрообработку с растворимым анодом, смену полярности тока на электродах, отвод ,очищенной воды и отстаивание, о т — .

„.ЯО„„Д,1 4621 А л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и повышения эффективности очистки сточной воды, электрообработку ведут цри плотности тока 500-3000 А/м и скорости прохождения сточной воды в межэлектродном пространстве 2-8 м/с и с использованием анода, выполненного иэ чугуна, содержащего алнминий и графит при следующем соотношении компонентов, мас.В:

А1

С

2. Способ по и. 1, о т л и ч,а ю-. шийся тем, что используют катод, Е

O из хромникелевой стали и смену полярности проводят через каждые 24 ч в течение 10-15.с.

1114621

Изобретение относится к технической электрохимии, в частности к электрохимическим способам очистки сточных вод

Известен способ очистки сточной водва, включающий электрообработку с растворимым анодом, выполненным из сплава железа и алюминия в соотношении 70-80% и 20-30% соответственноС13.

Недостатком этого способа является высокий расход электроэнергии изза пассивации электродов и низкая эффективность очистки сточной воды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки сточной воды, включающий корректировку РН до 6,7-6,9, электрообработку с растворимым анодом, смену полярности тока на электродах через каждые 5-30 мин и отвод воды во флотоотстойник. Скорость воды в межэлектродном пространстве поддерживается от 27 10 " до 1,5 м/с. Электрокоагуляцию ведут при плотности тока 20300 Н/м . В качестве электродов применяется алюминий C27 .

Недостаток известного способа заключается в высоком расходе электроэнергии из-за пассивации электродов при недостаточно высокой эффективности очистки.

Целью изобретения является сокращение энергозатрат и повышение эффехтивности очистки сточной воды.

Поставленная цель достигается тем, что по способу очистки сточной воды, включающему корректировку РН до

6,7-6,9, электрообработку с растворимым анодом, смену полярности тока на электродах, отвод очищенной воды и отстаивание, электрообработку ведут при плотности тока 500-3000 A/м и скорости прохождения сточной воды в межэлектродном пространстве 28 м/с с использованием анода, выполненного из чугуна, содержащего алюминий и графит при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

А1 19-25

С 1,6-2,5

Fe Остальное

Причем используют катод их хромникелевой стали и смену полярности проводят через каждые 2-4 ч в течение 10-15 с.

В момент электролиза на поверхности анода образуется гелеобразная пленка толщиной 0,15-0,2 мм, состоящая из графита и гидроксидов алюминия и железа. Образование пленки объясняется высокими сорбционными свойствами гидрооксида алюминия.

Пленка в значительной мере предохраняет от пассивации поверхности анода, причем со временем нарастание пленки не происходит, но по мере ее утолщения верхний слой смывается течением воды со скоростью (2-8 м/с)

Вместе с тем, пленка обладает достаточно высокой электропроводностью.

Противопассивирующие свойства чугуна объясняются также способностью алюминия восстанавливать окислы железа и других элементов, содержащихся в аноде. Для полного устранения

0 пассивации анода при обработке любых вод РН очищаемой воды поддерживают в пределах 6, 7-6, 9. Применение плотностей тока в пределах 500

3000 A/ì обеспечивает повышение флотационного эффекта на 20-30% и высокий выход по току железа и алюминия,. который в некоторых случаях достигает 150, так как при повышенных плотностях тока происходит повышенное выделение ионов кислорода, в резуль20 тате чего кислотность прианодного слоя повышается. У поверхности анода образуется тонкая пленка кислой воды, которая вызывает химическое растворение анода. Удержанию этой

25 пленки в прианодном слое способствует высокая скорость течения воды.

При применении катода из хромникелевой стали (например, марок

ХН 38Вб или ХН65МВ по ГОСТ 5632-72)

30 в момент анодной полярности на катоде образуется тонкая окисная пленка, обладающая высокой. электропроводностью и механической прочностью.

Эта пленка и препятствует растворе35 нию катода при анодной полярности, в результате чего появляется возможность производить смены полярности тока на электродах без опасности неравномерного растворения катода. A

40 на чугунном аноде за вРемя, когда он служит катодом, не успевают образоваться отложения.

Пример . Электрокоагулятор для проведения очистки содержит два электрода 83х180 мм при исходной

45 плотности тока 500 A/M . Подача воды осуществляется с меньшей стороны электродов снизу вверх, что обеспечивает скорость прохождения, равную 4 м/с. Анод изготавливают из

50 чугуна жЧЮШ-22, а катод — из хромникелевой стали. Для увеличения (каждые 3 ч) плотности тока анод изготавливают из 5 частей. С каждой сменой плотности тока одна часть анода

55 снимается. рН сточной воды перед обработкой устанавливают 6,7-6,9 путем добавления соляной кислоты. После электрообработки РН очищенной воды состав60 ляет 6,8-7,2. Нагрузка на электрокоагуляторе составляет 7,5 А.

Электрокоагулятор для проведения очистки известным способом содержит два электрода, изготовленных из

g5 алюминиевых пластин, с размерами

1114621

При содержании графита и алюминия в чугуне с 1,6 и 19% соответственно пленка, которая образовалась в процессе электролиза на аноде, состоящая из графита и гидроксидов алюминия и железа, становится очень тонкой и легко смывается течением воды.

В результате под действием. большой плотности тока в 2000 A/ì наступает нассивация анода, которая приводит к низкому уровню очистки и высокому расходу электроэнергии °

При содержании графита и алюминия в чугуне 2,5 и 25% соответственно образовывается очень вяэкая и очень медленно смываемая течением воды пленка. При этом пассивация анода не наступает, но наличие вязкой пленки затрудняет растворение металла.

В результате получается низкий эффект очистки из-за недостаточного количества коагулянта.

Низкий эффект очистки при плотности тока а500 A/ì обусловлен низким выходом по току электролитических газов. Кроме того, установлено, что при этой плотности тока не происходит полного снятия отложений с катода, что приводит к большему понижению эффекта очистки после первой переполюсовки и к увеличению расхода электроэнергии.

"1 металла анода по то ку,Ъ

Способ очистки

Характеристика электродов

Плотность тока, A/ì

Расход электроэнергии, квтЭффективность очи стки, Ъ

Напряжение, В

Анод (состав, мас. Ъ) Катод (марка или состав,мас.Ъl

По взвешенным вществам

По

ХПК ч/м=

74 35 0 13

88 43 0,06

92 47 0,10

Al 22, С 2, Fe 76 ХН.. 65 МВ 400 4,2 85

Предлагаемый

Al 22, С 2, Fe 76 ХН 65 МВ 500 4,1 115

Al 22, С 2, Fe 76 ХН 65 МВ 1000 8,2 116 рабочей поверхности 100х200 мм. рН сточной воды перед. обработкой устанавливают 7,7, рН.очищенной воды составляет. 7,5-7,9. Электрокоагуляцию проводят при силе тока 12,0 A.

Подача воды осуществляется с большей 5 стороны снизу вверх. Скорость воды при этом 0,05 м/с, что в 80 раз меньше, чем по предлагаемому способу, В обоих случаях осуществляют смену полярности(по предлагаемому спо- 10 собу — через каждые 4 ч в течение

15 с, по известному — через каждые

30 мин1. Время пребывания обработанной воды во флотоотстойнике в обоих случаях — 20 мин. 15

Очистке подвергают сточные воды гальванического цеха с содержанием ионов тяжелых металлов 102 мг/л, нефтесодержащие стоки судов с содержанием нефти 120 мг/л, сточные воды нефтеперерабатывающего. завода с содержанием нефтепродуктов 100 мг/л и сточные воды завода "Кожзаменитель,"

Кроме того, для более быстрого и объективного определения преимуществ предлагаемого способа в сточную воду, которая используется для испытаний как известного, так и предлагаемого способа, вводят 1 мг-экв/л

СаНСО, который оказывает сильное пассивирующее действие на электроды.

Производят серию опытов продолжительностью 4 ч каждый.

Отбор проб на анализ, снятие показаний с приборов производят непосредственно перед окончанием каж- З5 дого опыта.

Результаты испытаний представлены в табл. 1, результаты по влиянию на эффективность очистки скорости ярохождения сточной воды при различ- 40 ных плотностях тока — в табл. 2- .

Применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет снизить расход электроэнергии в

1,4-7 раз, эффективность очистки при 45 этом возрастает на 10-15% по взве-. шенным веществам и на 5-12% по ХПК.

При низких скоростях воды (1,01, 5 м/с пленка, состоящая из углерода и гидроксидов алюминия и железа, плохо смывается. Этим затрудняется растворение металла, и эффект очистки падает из-за недостатка коагулянта. При повышенных скоростях воды (8,5-9,0 м/с) пленка, наоборот, начинает полностью смываться, что приводит к пассивации анода, и в кон чном итоге снижает эффект очистки.

Повышение плотности тока 3000 А/м приводит к затратам энергии, соответствующим затратам энергии в известном способе.

Таблица 1

1114621

ЮЮЮ

Сиособ 0%ясткя

Эффективность о%и стки %

Напри жение, в

Расход электрактерястяка электродов нов (состав, мас.Ф) Катод (марка яли состав,мас.%) нерин, вт-.

ХН 65 МВ 2000 16,4 117 91 47 0,20

ХН 65 МВ 3000 24, 7 116 93 49 О, 30

ХН 65 МВ 4000 32,6 115 89 49 0,43

ХН 65 МВ 2000 24,7

80 71 33 0 30

81 72 33 0,26

XH 65 МВ 2000 24,0

Известный А1 100

60 21,5 87 78 37 0,42

Al 100

Скорость воды, м/с

Плотность .тока, А/м

500 1000 2000 3000

1,0

68

1,5

78

90

90

2,0

93

4,0

88

8,0

74

72

8,5

67

67

9,0

Составитель Т.Усова

Редактор H.Åãoðîâà Техред Т. Фанта КорректорВ.Синицкая,Заказ 6693/14 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Al 22, С 2, Fe 76

Al 22, С 2, Fe 76

Al 22., С 2, Fe 76

А1 15, С 0,8 Fe84

Al 30, С 5, Fe 65

ЮЮ

Плотность тока, A/ì о По эве- ПК еным в естам