4four
а IND Изобретение относитс 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 алюмини в соотноше нии 70-80% и 20-30% соответственное Недостатком этого способа вл ет с высокий расход электроэнергии из за пассивации электродов и низка эффективность очистки сточной воды. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ очистки сточной воды, включаюи№1й коррект ровку рН до 6,7-6,9, электрообработ ку с растворимым анодом, смену пол рности тока на электродах через каждые 5-30 мин и отвод воды во флотоотстойник . Скорость воды в ме сэлек тродном пространстве поддерживаетс от 27- Ю до 1,5 м/с. Электрокоагул цию ведут при плотности тока 20300 Н/м. В качестве электродов примен етс алюминий С21 . Недостаток известного способа заключаетс , в высоком расходе электроэнергии из-за пассивации электродов при недостаточно высокой эффективности очистки. Целью изобретени вл етс сокращение энергозатрат и повышение эффе15тивности очистки сточной воды. Поставленна цель достигаетс тем что по способу очистки сточной воды включающему корректировку рН до 6,7-6,9, электрообработку с растворимым анодом, смену пол рности тока на электродах, отвод очищенной во , ды и отстаивание, электрообрабртку ведут при плотности тока 500-3000 А/ и скорости прохождени 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 пол рности провод т через каждые 2-4 ч в течение 10-15 с. В момент электролиза на поверхности анода образуетс гелеобразна пленка толщиной 0,15-0,2 мм, состо ща из графита и гидроксидов алюмини и железа. Образование пленки объ сн етс высокими сорбционными свойствами гидрооксида алюмини . Пленка в значительной мере предохран ет от пассивации поверхности анода , причем со временем нарастание пленки не происходит. Но по мере ее утолщени верхний слой смываетс течением воды со скоростью (2-8 м/с), Вместе с тем, пленка обладает достаточно высокой электропроводностью. Противопассивирующие свойства чугуна объ сн ютс также способностью алюмини восстанавливать окислы железа и других элементов, содержащихс в аноде. Дл полного устранени 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 алюмини , который в некоторых случа х достигает 150, так как при повышенных плотност х тока происходит повышенное выделение ионов кислорода, в результате чего кислотность прианодного сло повышаетс . У поверхности анода образуетс тонка пленка кислой воды, котора вызывает химическое растворение анода. Удержанию этой пленки в прианодном слое способствует высока скорость течени воды. При применении катода из хромникелевой стали (например, марок ХН 38В6 или ХН65МВ по ГОСТ 5632-72) в момент анодной пол рности на катоде образуетс тонка окисна пленка , обладающа высокой.электропроводнЬстью и механической прочностью. Эта пленка и преп тствует растворению катода при анодной пол рности, в результате чего по вл етс возможность производить смены пол рности тока на электродах без опасности неравномерного растворени катода. А на чугунном аноде за врем , когда он служит катодом, не успевают образоватьс отложени . Пример . Электрокоагул тор дл проведени очистки содержит, два электрода 83x180 мм при исходной плотности тока 500 А/м. Подача воды осуществл етс с меньшей стороны электродов снизу вверх, что обеспечивает скорость прохождени , равную 4 м/с. Анод изготавливают из чугуна ЖЧЮШ-22, а катод - из хромникелевой стали. Дл увеличени (каждые 3 ч) плотности тока анод изготавливают ИЗ 5 частей. С каждой сменой плотности тока одна часть анода снимаетс . рН сточной водал перед обработкой устанавливают 6,7-6,9 путем добавени сол ной кислоты. После электробработки рН очищенной воды состав ет 6,8-7,2. Нагрузка на электрокоагул торе составл ет 7,5 А. Электрокоагул тор дл проведени 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 , составл ет 7,5-7,9, Электрокоагул цию провод т при силе тока 12,а А. Подача воды осуществл етс с больше стороны снизу вверх. Скорость воды при этом 0,05 м/с, что в 80 раз меньше, чем по предлагаемому способ В обоих случа х осуществл ют сме ну пол рности(по предлагаемому способу - через каждые 4 ч в течение 15 с, по известному - через каждые 30 минк Врем пребывани обработан ной воды во флотоотстойнике в обоих случа х - 20 мин. Очистке подвергают сточные воды гальванического цеха с содержанием ионов т желых 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, дл более быстрого и объективного определени преимуществ предлагаемого способа в сточну воду, котора используетс дл испытаний как известного, так и предлагаемого способа, ввод т 1 мг-экв/ CaHCOj, который оказывает сильное пассивирующее действие на электроды Производ т серию опытов продолжи тельностью 4 ч каждый. Отбор проб на анализ, сн тие показаний с приборов производ т непосредственно перед окончанием каждого опыта. Результаты испытаний представлены в табл. 1, результаты по вли нию на эффективность очистки скорости прохождени сточной воды при различ ных плотност х тока - в табл. 2. , Применение предлагаемого способа по сравнению с известным позвол ет 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 скорост х воды /1,01 ,5 м/с) пленка, состо ща из.углерода и гидроксидов алюмини и железа , плохо смываетс . Этим затрудн етс растворение металла, и эффект очистки падает из-за недостатка коагул нта . При повышенных скорост х воды (8,5-9,0 м/с) пленка, наоборот, начинает полностью смыватьс , что приводит к пассивации анода, и в кона-чном итоге снижает эффект очистки. При содержании графита и алюманк . в чугуне il,6 и 19% соответственно пленка, котора образовалась в процессе электролиза на аноде, состо ща из графита и гидроксидов алюмини и железа, становитс очень тонкой и легко смываетс течением воды. В результате под действием большой плотности тока в 2000 А/м наступает пассиваци анода, котора приводит к низкому уровню очистки и высокому расходу электроэнергии. При содержании графита и алюмини в чугуне72,5 и 25% соответственно образовываетс очень в зка и очень медленно смываема течением воды пленка. При этом пассиваци анода не наступает, но наличие в зкой пленки затрудн ет растворение металла. В результате получаетс низкий эффект очистки из-за недостаточного количества коагул нта. 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 сн ти 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.ицаa IND The invention relates to technical electrochemistry, in particular to electrochemical methods of wastewater treatment. A known method of cleaning wastewater, which includes electrical treatment with a soluble anode made of an alloy of iron and aluminum in the ratio of 70-80% and 20-30% corresponding. The disadvantage of this method is the high power consumption due to passivation of the electrodes and low efficiency of wastewater treatment. . The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of cleaning waste water, including the 1st correction of pH to 6.7-6.9, electrical treatment with a soluble anode, changing the polarity of the current on the electrodes every 5-30 minutes and drainage of water into the flotation tank. The water velocity in the satellite electrode space is maintained from 27 to 10 m / s. Electrocoagulation is carried out at a current density of 20300 N / m. Aluminum C21 is used as electrodes. The disadvantage of this method is the high power consumption due to the passivation of the electrodes with insufficiently high cleaning efficiency. The aim of the invention is to reduce energy consumption and increase the efficiency of wastewater treatment. The goal is achieved by the method of wastewater treatment that includes adjusting the pH to 6.7-6.9, electrical treatment with a soluble anode, changing the polarity of the current on the electrodes, discharging purified water, precipitation, and settling, electrical treatment is carried out at a current density of 500-3000 A / and the speed of passage of waste water in the interelectrode space of 28 m / s using an anode made of cast iron containing aluminum and graphite in the following ratio of components, wt.%: A119-25 C1.6-2.5 Fe Other And their cathode is used chrome-nickel steel and Polarities are conducted every 2-4 hours for 10-15 seconds. At the time of electrolysis, a gel-like film with a thickness of 0.15-0.2 mm, consisting of graphite and hydroxides of aluminum and iron, is formed on the surface of the anode. Film formation is due to the high sorption properties of aluminum hydroxide. The film largely prevents passivation of the anode surface, and the film does not grow over time. But as it thickens, the upper layer is washed off by the flow of water at a speed (2-8 m / s). At the same time, the film has a rather high electrical conductivity. The anti-inflammatory properties of cast iron are also explained by the ability of aluminum to reduce oxides of iron and other elements contained in the anode. In order to completely eliminate passivation of the anode when treating any waters, the pH of the water to be purified is maintained within 6.7-6.9. The use of current densities in the range of 500– 3000 A / m provides an increase in the flotation effect by 20–30% and a high current output of iron and aluminum, which in some cases reaches 150, since, at elevated current densities, an increased release of oxygen ions occurs, as a result, the acidity of the near-anode layer increases. A thin film of acidic water forms at the surface of the anode, which causes chemical dissolution of the anode. The retention of this film in the near layer contributes to the high rate of flow of water. When using a chromium-nickel steel cathode (for example, grades ХН 38В6 or ХН65МВ according to GOST 5632-72) at the moment of anodic polarity a thin oxide film is formed on the cathode, which has high electrical conductivity and mechanical strength. This film prevents the cathode from dissolving at anodic polarity, as a result of which it is possible to change the polarity of the current on the electrodes without the risk of uneven dissolution of the cathode. And on the cast iron anode, during the time when it serves as a cathode, there is no time to form a deposit. An example. The electrocoagulator for cleaning contains two electrodes of 83x180 mm at an initial current density of 500 A / m. The water is supplied from the smaller side of the electrodes from bottom to top, which provides a passage velocity of 4 m / s. The anode is made of iron ZHCHUSH-22, and the cathode is made of chrome-nickel steel. To increase (every 3 hours) the current density of the anode is made FROM 5 parts. With each change in current density, one part of the anode is removed. The pH of the wastewater is adjusted to 6.7-6.9 before the treatment by the addition of hydrochloric acid. After electrotreatment, the pH of the purified water is 6.8-7.2. The load on the electrocoagulant is 7.5 A. The electrocoagulator for cleaning by a known method contains a wa electrode made of luminescent plates with a working surface of 100x200 mm. The pH of the wastewater is adjusted to 7.1f before treatment. Purified water is 7.5-7.9. Electrocoagulation is carried out at a current of 12 and A. Water is fed from the up side upwards. The water velocity at the same time is 0.05 m / s, which is 80 times less than the proposed method. In both cases, a polarity shift is carried out (according to the proposed method - every 4 hours for 15 s, as is known - every 30 min. The residence time of the treated water in the flotation tank in both cases is 20 minutes. The wastewater from the electroplating workshop containing heavy metal ions 102 mg / l, non-containing wastewater from vessels with an oil content of 120 mg / l, refinery wastewater, plant with an oil content of 100 mg / l and waste water For example, in order to more quickly and objectively determine the advantages of the proposed method, 1 meq / CaHCOj, which has a strong passivating effect on the electrodes, is introduced into the wastewater used for testing both the known and the proposed method. experiments of 4 hours each. Sampling for analysis, taking readings from the instruments was performed immediately before the end of each experiment. The test results are presented in Table. 1, the results on the effect on the cleaning efficiency of the flow rate of waste water at different current densities are given in Table. 2. The application of the proposed method in comparison with the known allows to reduce electricity consumption by 1.4-7 times, the cleaning efficiency increases by 10-15% for suspended substances and by 5-12% for COD. At low water speeds (1.01.5 m / s), the film consisting of carbon and aluminum and iron hydroxides is poorly washed off. This makes it difficult to dissolve the metal, and the cleaning effect falls due to the lack of coagulant. At elevated water velocities (8.5-9.0 m / s), the film, on the contrary, begins to completely wash off, which leads to the anode passivation, and in the end, reduces the cleaning effect. When the content of graphite and alumanc. in iron il, 6 and 19%, respectively, the film that formed during the electrolysis at the anode, consisting of graphite and aluminum and iron hydroxides, becomes very thin and is easily washed off by the flow of water. As a result, under the action of a high current density of 2000 A / m, anode passivation occurs, which leads to a low level of purification and high power consumption. When the content of graphite and aluminum in iron is 72.5 and 25%, respectively, very viscous is formed and the film is very slowly washed off by the flow of water. In this case, the passivation of the anode does not occur, but the presence of a viscous film impedes the dissolution of the metal. The result is a low cleaning effect due to an insufficient amount of coagulant. The low cleaning effect at a current density of 500 A / m is due to the low current output of electrolytic gases. In addition, it was found that at this current density, there is no complete removal of deposits from the cathode, which leads to a greater decrease in the cleaning effect after the first polarity reversal and to an increase in power consumption. The increase in current density 73000 A / m - leads to the cost of energy, corresponding to the cost of energy in a known way. IT table
пред- А122,С 2,Fe 76ХН65 MB4004,285Pre-A122, C 2, Fe 76XH65 MB4004,285
лагаемый А122,С 2,Fe 76ХН65 MB5004,1115A122, C 2, Fe 76ХН65 MB5004,1115 lagged
А122,С 2,Fe 76ХН65 МБЮОа8,2116A122, C 2, Fe 76XH65 MBYuOa8,2116
74 35 0,13 88 43 0,06 92 47 0,1074 35 0.13 88 43 0.06 92 47 0.10