Способ очистки воды от загрязнений

 

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/м<SP POS="POST">2</SP>. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1>s С 02 Г 1/46

ГОСУДАРСТВЕН ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664531/26 (22) 26.12,88 (46) 23.07.91. Бюл. hh 27 (71) Вологодский политехнический институт (72) А.А.Янковский, А.Л.Ротинян и М.M.Медиоланская (53) 628.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1л 1114621, кл. С 02 F 1/46, 1982. (54) СПОС06 ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (57) Изобретение относится к технологии процессов очистки воды от загрязнений, в

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. Аллоды электролизера изготавливают из железо-алюминиевых сплавов с содержанием компонентов, : А!

12,5-18,0; С 0,1-0,25; Ге 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 начастности к электрохимическим способам очистки воды, Цель изобретения — сокращение энергозатрат и увеличение степени очистки, Поставленная цель достигается начальной корректировкой рН до величины

6,7-6,9, электрообработкой с использованием растворимого анода. содержащего инградиенты в следующем соотношении, мас. : Al 12,5-18,0; С 0,1-0.25; Fe остальное. сменой полярности тока на электродах и отстаиванием, Причем процесс электрообработки проводят при плотности тока 2003000 А/м2. 2 табл. правляют 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/м . Подача воды осуществляется снизу вверх, что обеспечивает скорость прохождения воды 5-6 м/с. Аноды изготавливаются из сплавов алюминия, уг- О лерода и железа, а катод — из стали 3, Перед Д обработкой рН сточной воды устанавливают

6,7-6,9 путем добавления соляной кислоты. (Л

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

83х180 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.

1664750

Та блица 1

Составл, Ж

Эффект

Очистки по известному способу, Ж

Выход по току Fe

Скорость растворения анода, мг/см с

Среднеатомный объем, МХ ат. ед. 3

Эффект очистки

0,0 90,15

0,10 89,98

0,18 89, 95

0,25 89, 91

0,40 89,71

0,0 92,31 0,1 92,05

0,18 .91,95

0,25 91,92

12,5

9,1

9,2

91

92

9,0

8,3

35

15,б

40

9,8

9,9

9,7

42

39

88

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

А/м ), 5

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.%: 10

Al 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 20 сплава и, как следствие, снижение эффекта очистки.

Результаты сопоставления затрат электроэнергии на обработку 1 м жидкости и эффективность очистки воды предлагаемым 25 и известным способами представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, во всех случаях обработки воды предлагаемым способом наблюдается снижение расхода электро- 30 энергии в среднем на 0,22 — 0,03 кВт ч/м (17 — 20%) и повышение эффекта очистки воды по взвешенным веществам (ВВ) на 3—

5 . Оптимальный диапазон плотностей тока находится в пределах 200 — 3000 А/м . 35

Это обьясняется тем, что скорость ионизации компонентов и сплава в целом в диапазоне концентраций 12,5-18;0 мас. Al характеризуется аномально высокими скоростями ионизации, при которых количество металла для одинаковых условий проведения электролиза оказывается большим, чем для сплавов другого состава, Это

1 вызвано тем, что выделенная область характеризуется наличием стабильной упорядоченной сверхструктуры FeaAI с о.ц.к. решеткой типа В!ЕзДОз, Для такой кристаллической решетки характерен период вдвое больший, чем для а-фазы, что способствует повышению скорости анодного растворения, как и всякая деформация кристаллической решетки.

Формула изобретения

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, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и увеличения степени очистки, при электрообработке используют анод. содержащий ингредиенты в следующем соотношении, мас.%;

Алюминий 12,5-18,0

Углерод 0,1 — 0,25

Железо Остальное

2, Способ по п1, отл ича ющийся тем, что электрообработку ведут при плотности тока 200-3000 А/м .

1664750

Скорость растворе" ния анода, мг/см: ° с

Эффект очистки »

Эффект очистки щ) иэ вестному способу, Ж

Выход по з току Fe

Состав, X.

Среднеатомный

МЗЕ объем,. ат.ед.

0,40

91, 71

8 ° 5

17,8 О,О

0,10

8,9

0,18

9,3

0,25

9,2

8,2

88

О,50

88

28,0 0,0

99,11

98, 92

0,10

82 88

0,18

98, 90

98,88

98,35

8,3 89

8,1 87

7,2 84

0,25

0,50

35 я

Железо до 100Ж - остальное.

+я

Пропорционален периоду кристаллической решетки.

Таблица 2

П е лагаемый способ

Известный способ

Плотность ТОка, А/м

Напряжение. В

Расход В ыход ме- Эффект электро- талла по очистки энергии току, по ВВ, $ кВт ч/м

Выход ме- Эффект талла по очистки току, no ВВ, $

Расход электроэнергии„ кВт/ч/м

Составитель Т. Барабан

Техред М.Моргентал Корректор М. Пожо

Редактор И. Дербак

Заказ 2362 Тираж 6З Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4,2

4,2

4,2

4,2

4,1

8,2

16,4

24,7

32,6

2000, 3000

4000

93,46

93,23

93,12

93,05

92,55

0,11

0,11

0,11

0,11

0,05

0,08

0,17

0,24

0,36

96-98

100-105

105-110

107-112

110-118

115-120

115-120

115-120

112-115

86

91

92

93

94

0,13

0.06

0,10

0,20

0,30

0.43

116

117

116

115

74

88

92

91

93