Способ очистки сточной воды Советский патент 1984 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/20 C02F101/32 C02F103/16 C02F103/36 

4

а IND Изобретение относится к техничес кой электрохимии, в частности к электрохимическим способам очистки сточных вод. Известен способ очистки сточной воды, включающий электрообработку с растворимым анодом, выполненным из сплава железа и алюминия в соотноше нии 70-80% и 20-30% соответственное Недостатком этого способа являет ся высокий расход электроэнергии из за пассивации электродов и низкая эффективность очистки сточной воды. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки сточной воды, включаюи№1й коррект ровку рН до 6,7-6,9, электрообработ ку с растворимым анодом, смену полярности тока на электродах через каждые 5-30 мин и отвод воды во флотоотстойник. Скорость воды в меясэлек тродном пространстве поддерживается от 27- Ю до 1,5 м/с. Электрокоагуля цию ведут при плотности тока 20300 Н/м. В качестве электродов применяется алюминий С21 . Недостаток известного способа заключается, в высоком расходе электроэнергии из-за пассивации электродов при недостаточно высокой эффективности очистки. Целью изобретения является сокращение энергозатрат и повышение эффе15тивности 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 во, ды и отстаивание, электрообрабртку ведут при плотности тока 500-3000 А/ 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.%: А119-25 С1,6-2,5 FeОстальное 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 пассивации анода при обработке любых вод рН очищаемой воды поддерживают в пределах 6,7-6,9. Применение плотностей тока в пределах 500 3000 А/м 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 результате чего кислотность прианодного слоя повышается. У поверхности анода образуется тонкая пленка кислой воды, которая вызывает химическое растворение анода. Удержанию этой пленки в прианодном слое способствует высокая скорость течения воды. При применении катода из хромникелевой стали (например, марок ХН 38В6 или ХН65МВ по ГОСТ 5632-72) в момент анодной полярности на катоде образуется тонкая окисная пленка, обладающая высокой.электропроводнЬстью и механической прочностью. Эта пленка и препятствует растворению катода при анодной полярности, в результате чего появляется возможность производить смены полярности тока на электродах без опасности неравномерного растворения катода. А на чугунном аноде за время, когда он служит катодом, не успевают образоваться отложения. Пример . Электрокоагулятор для проведения очистки содержит, два электрода 83x180 мм при исходной плотности тока 500 А/м. Подача воды осуществляется с меньшей стороны электродов снизу вверх, что обеспечивает скорость прохождения, равную 4 м/с. Анод изготавливают из 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 снимается. рН сточной водал перед обработкой устанавливают 6,7-6,9 путем добавения соляной кислоты. После электробработки рН очищенной воды составяет 6,8-7,2. Нагрузка на электрокоагуляторе составляет 7,5 А. Электрокоагулятор для проведения чистки известным способом содержит ва электрода, изготовленных из люминиевых пластин, с размерами рабочей поверхности 100x200 мм. рН сточной воды перед, обработкой устанавливают 7,1f рН. очищенной вод , составляет 7,5-7,9, Электрокоагуляцию проводят при силе тока 12,а А. Подача воды осуществляется с больше стороны снизу вверх. Скорость воды при этом 0,05 м/с, что в 80 раз меньше, чем по предлагаемому способ В обоих случаях осуществляют сме ну полярности(по предлагаемому способу - через каждые 4 ч в течение 15 с, по известному - через каждые 30 минк Время пребывания обработан ной воды во флотоотстойнике в обоих случаях - 20 мин. Очистке подвергают сточные воды гальванического цеха с содержанием ионов тяжелых металлов 102 мг/л, не фтесодержащие стоки судов с содержанием нефти 120 мг/л, сточные воды нефтеперерабатывающего, завода с содержанием нефтепродуктов 100 мг/л и сточные воды завода Кожзаменител Кроме того, для более быстрого и объективного определения преимуществ предлагаемого способа в сточну воду, которая используется для испытаний как известного, так и предлагаемого способа, вводят 1 мг-экв/ CaHCOj, который оказывает сильное пассивирующее действие на электроды Производят серию опытов продолжи тельностью 4 ч каждый. Отбор проб на анализ, снятие показаний с приборов производят непосредственно перед окончанием каждого опыта. Результаты испытаний представлены в табл. 1, результаты по влиянию на эффективность очистки скорости прохождения сточной воды при различ ных плотностях тока - в табл. 2. , Применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет снизить расход электроэнергии в , 1,4-7 раз, эффективность очистки пр этом возрастает на 10-15% по взвешенным 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 кона-чном итоге снижает эффект очистки. При содержании графита и алюманкя . в чугуне il,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 А/м наступает пассивация анода, которая приводит к низкому уровню очистки и высокому расходу электроэнергии. При содержании графита и алюминия в чугуне72,5 и 25% соответственно образовывается очень вязкая 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 500 А/м обусловлен низким выходом по току электролитических газов. Кроме того, установлено, что при этой плотности тока не происходит полного снятия отложеиий с катода, что приводит к большему понижению эффекта очистки после первой переполюсовки и к увеличению расхода электроэнергии. Повышение плотности тока 73000 А/м -приводит к затратам энергии, соответствукнцим затратам энергии в известном способе. IТабл.ица

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.

пред- А122,С 2,Fe 76ХН65 MB4004,285

лагаемый А122,С 2,Fe 76ХН65 MB5004,1115

А122,С 2,Fe 76ХН65 МБЮОа8,2116

74 35 0,13 88 43 0,06 92 47 0,10