Способ очистки воды от загрязнений Советский патент 1991 года по МПК C02F1/46 C02F1/463 C02F1/46 C02F101/00 

Изобретение относится к технологии процессов очистки воды от загрязнений, в частности к электрохимическим способам очистки воды.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат и увеличение степени очистки.

Способ реализуют следующим образом.

Сточная вода перед подачей в аппарат электрообработки корректируется по реакции среды до рН 6.7-6,9, после чего подается в аппарат электрообработки. Электрообработку проводят в проточном электролизере с постоянным током с рабо: чими анодными плотностями тока в интервале 200-3000 А/м2. Аноды электролизера изготавливают из железо-алюминиевых сплавов с содержанием компонентов, %: А 12,5-18,0: С 0.1-0,25; Fe остальное. Для уменьшения пассивационных эффектов применяют, реверсирование рабочего тока, т.е. проводят переключение полярности рабочих электродов через 3,5-4 ч работы на 15-20 с. Обработанный водный поток направляют в горизонтальный отстойник с периодом отстаивания 20 мин.

Пример. Электрокоагулятор для проведения очистки содержит два электрода диаметром 40 мм при исходной плотности тока 100-4000 А/м2. Подача воды осуществляется снизу вверх, что обеспечивает скорость прохождения воды 5-6 м/с. Аноды изготавливаются из сплавов алюминия, углерода и железа, а катод - из стали 3. Перед обработкой рН сточной воды устанавливают 6,7-6,9 путем добавления соляной кислоты. После электрообработки рН очищенной воды составляет 6,9-7,3.

Электрокоагулятор для проведения очистки известным способом содержит два электрода, изготовленных из чугуна ЖЧЮШ-22 в виде пластин размерами 83x180 мм. Катод изготовлен из хромо-никелевой стали.

Во всех случаях осуществляют реверс тока - смену полярности через каждые 4 ч по 15-20 с. Время пребывания обрабатываемой воды в отстойнике 20 мин.

Ј

О

о

Ь

VJ ел о

Результаты по нахождению оптимального состава сплава, применяемого для изготовления анодов для очистки сточных вод, приведены в табл.1 (при плотности тока 500 А/м).

Как видно из табл.1, положительный эффект очистки сточных вод по сравнению с известным достигается при использовании анода, содержащего алюминий, углерод и железо в следующем соотношении, мас.%: AI 12,5-18,0; С 0.1-0,25; Fe остальное.

При снижении концентрации углерода меньше 0,1% снижается выход по току Fe +. что приводит к снижению эффекта очистки.

При повышении концентрации углерода более 0,25% сплав теряет термодинамическую устойчивость, резко уменьшаются параметры кристаллической решетки, что вызывает снижение скорости растворения сплава и, как следствие, снижение эффекта очистки.

Результаты сопоставления затрат электроэнергии на обработку 1 м3 жидкости и эффективность очистки воды предлагаемым и известным способами представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, во всех случаях обработки воды предлагаемым способом наблюдается снижение расхода электроэнергии в среднем на 0,22-0,03 кВт ч/м3 (17-20%) и повышение эффекта очистки воды по взвешенным веществам (ВВ) на 3- 5%. Оптимальный диапазон плотностей тока находится в пределах 200-3000 А/м2.

Это объясняется тем, что скорость ионизации компонентов и сплава в целом в диапазоне концентраций 12,5-18,0 мас.% AI характеризуется аномально высокими скоростями ионизации, при которых количество металла для одинаковых условий проведения электролиза оказывается большим, чем для сплавов другого состава. Это вызвано тем, что выделенная область характеризуется наличием стабильной упорядоченной сверхструктуры РезА с о.ц.к. решеткой типа В РзДОз. Для такой кристаллической решетки характерен период вдвое больший, чем для а-фазы, что способствует

повышению скорости анодного растворения, как и всякая деформация кристаллической решетки.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Способ очистки воды от загрязнений, включающий корректировку рН до величины 6,7-6,9, электрообработку с растворимым анодом, содержащим железо, алюминий и углерод, смену полярности тока на электродах и отстаивание, отличаю щи и с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат и увеличения степени очистки, при электрообработке используют анод, содержащий ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:

Алюминий12,5-18,0

Углерод0.1-0,25

ЖелезоОстальное

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что электрообработку ведут при плотности тока 200-3000 А/м2.

Таблица 1

Изобретение относится к технологии процессов очистки воды от загрязнений, в частности к электрохимическим способам очистки воды. Цель изобретения - сокращение энергозатрат и увеличение степени очистки. Поставленная цель достигается начальной корректировкой PH до величины 6,7 - 6,9, электрообработкой с использованием растворимого анода, содержащего ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: AI 12,5 - 18,0, C 0,1 - 0,25, FE - остальное, сменой полярности тока на электродах и отстаиванием. Причем процесс электрообработки проводят при плотности тока 200 - 3000 А/м². 1 табл.

15,6

91 92 91 88

93 95 93

88

88

Железо до 100% - остальное

a j

Пропорционален периоду кристаллической решетки.

Таблица 2