20. Электрофлотация, электродиализ, гальванокоагуляция.

1. Электрофлотация

Способ электрофлотационной очистки основан на переносе загрязняющих частиц из объема жидкости на ее поверхность пузырьками газов, образующихся при электролизе сточных вод. Устройства, в которых производят этот процесс, называют электрофлотаторами. На катод выделяется водород, а на аноде – кислород. Основные флотационные процессы протекают с участием водорода. Методами электрофлотации очищают сточные воды нефтеперерабатывающих заводов, целюлозно-бумажных комбинатов и других предприятий.

Обычно в установках для электрофлотации используют растворимые электроды (железные или алюминиевые). В результате их растворении в воду переходят катионы железа или алюминия (в виде гидроксидов). Эти электрофлотационные процессы очистки наиболее эффективны при очистке сточных вод, что обеспечивается одновременным воздействием на загрязнения коагулянтов (гидроксидов железа или алюминия) и пузырьков газа. Такие установки называются электрокоагуляционно-флотационными.

Существуют однокамерные и двухкамерные электрофлотационные установки, горизонтального или вертикального типа. При пропускной способности до 10 – 15 м3/ч используют однокамерные установки.

При эксплуатации электрофлотационных установок следует учитывать существенное количество водорода и кислорода, выделяющихся при протекании процесса, и принимать соответствующие меры безопасности.

2.Электродиализ

Электродиализом называют процесс переноса ионов через мембрану под действием приложенного к ней электрического поля. Для очистки сточных вод методом электродиализа используют электрически активные ионитовые мембраны.

Указанный процесс используют для опреснения соленых вод, а также очистки промышленных сточных вод и отработанных технологических растворов.

Ионитовая мембрана, помещенная в электролизную ванну, действует как ионитный фильтр: она проницаема только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных (обменных) ионов ионообменной смолы, из которых изготовлена мембрана.

Различают два типа ионитовых мембран: катионитовые и анионитовые. Первые из них пропускают через себя лишь катионы, вторые – анионы. Следует подчеркнуть, что ионитовые мембраны не требуют специальной регенерации.

Процесс очистки сточных вод осуществляется в многокамерных аппаратах (электродиализаторах), в которых плоские мембраны расположены параллельно.

Процесс электродиализа осуществляется следующим образом. Катионы, двигаясь под действием электрического тока к катоду, проходят катионитовые мембраны, но задерживаются анионитовыми мембранами. Анионитовые мембраны пропускают анионы, направляющиеся к аноду, но являются преградами для катионов. В результате протекания этого процесса соли переносятся током из четных камер в нечетные, вода в четных камерах опресняется, а в нечетных рассольных камерах накапливаются соли. Так происходит процесс очистки воды от присутствующих в ней солей.

Р азличают электродиализаторы двух типов: прокладочные (ЭДУ-50, ЭХО-М-5000 х 200, «Родник-3»), которые имеют горизонтальную ось электрического поля и пропускную способность 2 – 20 м3/ч, а также лабиринтного типа (Э-400М, ЭДУ-2, ЭДУ-1000, АЭ-25), имеющую вертикальную ось электрического поля (пропускная способность 1 – 25 м3/ч).

В практике обессоливания и очистки воды применяют следующие типы установок: прямоточные, циркуляционные (порционные), циркуляционные непрерывного действия и установки с аппаратами, имеющими последовательную гидравлическую систему движения потоков в рабочих камерах.

В циркуляционных электродиализатных установках непрерывного действия (см.рис. 5.29 а), часть сточной воды непрерывно смешивается с частью не полностью обессоленной воды (дилюата), проходит через электродиализатор и направляется в резервуар очищенной воды.

Разработаны электродиализные методы регенерации хромовой кислоты из отработанных концентрированных растворов и электролитов, выделение кислот (серной, азотной, соляной, фосфорной и плавиковой) из отработанных травильных и полировочных растворов, едкой щелочи из отработанных травильных растворов. Указанным методом возможно выделение из сточных вод и ряда металлов (например меди).