трусики женские украина

На головну

 Коагулирование домішок води - Хімія

Зміст

Інтенсифікація процесу конвективного коагуляції домішок води

Контактна коагуляція

Визначення оптимальних доз реагентів

Електрохімічне коагулирование

Література

Інтенсифікація процесу конвективного коагуляції (в обсязі) домішок води

Розгляд задачі інтенсифікації процесу конвективного коагуляції домішок води необхідно почати з аналізу основних факторів, які суттєво на нього впливають.

Зі збільшенням дози коагулянту до оптимальної швидкість хлопьеобразования і декантування гідроксидів алюмінію і заліза (III) зростає. Сприяє цьому процесу також підвищення температури і перемішування води. У зимовий час при низьких температурах очищення води сульфатом алюмінію протікає незадовільно: процеси утворення пластівців і седиментації сповільнюються, пластівці утворюються дуже дрібні, в очищеній воді з'являється залишковий алюміній (вода опалесцирует), що пояснюється збільшенням в'язкості води (в'язкість води при 1 ° С приблизно в 2 рази вище, ніж при 30 °). У стільки ж разів, по Стокс, сповільнюється і швидкість декантування зважених в ній частинок, так як ці величини обернено пропорційні один одному. Коагулирование домішок води в утворюється при гідролізі коагулянту колоїдної системі - самий повільний процес, що гальмує осадження гідроксиду алюмінію при низьких температурах. Це пояснюється тим, що при низьких температурах знижуються рухливість колоїдних частинок і частота їх зіткнень, що обумовлюють агломерацію. Зниження температури води від 30 до 1 ° С збільшує період коагуляції приблизно в 1,5 рази внаслідок зменшення кінетичної рухливості домішок води та підвищення її в'язкості. Однак, подібне зниження рухливості частинок і числа їх зіткнень повністю не пояснює спостережуване гальмування процесу коагуляції золю гідроксиду алюмінію при низьких температурах. За Е. Д. Бабенкове, рухливість домішок води і продуктів гідролізу коагулянту при низьких температурах найбільше знижується в результаті збільшення ступеня їх гідратації, що сприяє зростанню розмірів частинок. Зі зростанням ступеня гідратації частинок число їх зіткнень зменшується, що призводить до стабілізації коагуляції, і система стає більш стійкою. Підтвердженням цього є збільшення обсягу осаду гідроксиду алюмінію при низьких температурах оброблюваної води.

Рухливість домішок води в процесі коагуляції збільшується при її перемішуванні. Так, при 20 ° С процес коагуляції прискорюється приблизно вдвічі в результаті перемішування, так як при цьому одночасно відбувається перекінетіческаяі ортокінетіческая коагуляція *. Оптимальний ефект досягається вже при 5-хвилинному перемішуванні. Значне поліпшення хлопьеобразования спостерігається при перемішуванні води (швидкість 0,2 ... 0,4 м / с) з низькою температурою. Зростання лінійної швидкості перемішування на 0.15 ... 0,30 м / с прискорює процес утворення пластівців приблизно вдвічі, однак, при подальшому її підвищенні виходить негативний ефект, що пов'язано з руйнуванням сформованих пластівців. При цьому істотне значення має температура води. Так, процес утворення пластівців, що відбувається при 20?С, не спостерігається при 2 ° С навіть при тривалому перемішуванні. Тільки у воді з оптимальним рН і лужністю при тривалому перемішуванні (близько 30 хв) може бути досягнутий колишній ефект хлопьеобразования. Прискорення коагулирования домішок води при низьких температурах можна досягти подовженням часу перемішування. Рухомий потік води впливає на утворення пластівців лише за умови успішного завершення перекінетіческой коагуляції. Тільки після цього перекінетіческая коагуляція переходить в ортокінетіческую. Якщо швидке і повне хлопьеобразования не може бути повністю відновлено при низьких температурах перемішуванням, то це свідчить про те, що частинки гідроксиду не можуть внаслідок перерахованих причин досягти розмірів, при яких починається ортокінетіческая коагуляція.

Коагулирование домішок води з попередніми розчиненням сірчанокислого алюмінію в невеликому її обсязі дозволяє значно інтенсифікувати процес. Необхідне для обробки всієї води кількість сірчанокислого алюмінію розчиняється в невеликому її обсязі з доведенням рН до 4,5 ... 4,7, коли при гідролізі сірчанокислого алюмінію замість його гідроксиду утворюються основні сульфати, що володіють більш високою сорбційною здатністю. Це дозволяє скоротити тривалість відстоювання води та відповідно збільшити пропускну спроможність відстійників.

Попередня обробка води окислювачами також підвищує ефективність коагуляції. Це пояснюється тим, що окислювачі руйнують гідрофільні органічні сполуки, стабілізуючі дисперсні домішки води, і полегшують умови протікання коагуляції. Особливо ефективне застосування окислювачів при обробці маломутних кольорових вод. При цьому зростає гідравлічна крупність пластівців коагульованої суспензії і інтенсифікується освітлення води.

Зменшення часу хлопьеобразования при низькій температурі води і зниження дози коагулянту може бути досягнуто введенням замутнювачів. При замутніння води велику роль грає ступінь дисперсності вводяться частинок. Істотно (на 30 ... 60%) прискорюється процес утворення пластівців. при додаванні частинок розміром менше 3 мкм. Рекомендується вводити в воду високодисперсну глинистий суспензія в кількості 10 мг / л або скоагульованого осад у колічестве- 0,4 ... 0,6 від дози коагулянту. При низьких температурах і малій каламутності води різко погіршуються технологічні процеси її очищення, тому використання промивних вод швидких фільтрів і опадів відстійників і освітлювачів для замутнения оброблюваної води особливо важливо. Рекомендується спочатку вводити промивну воду в кількості 5 ... 25% вихідної води, потім коагулянт. Використання промивної води і технологічних опадів в якості добавки до вихідної воді дозволяє поліпшити якість очищеної води, знизити на 25 ... 30% витрати коагулянту і зменшити час перебування оброблюваної води у відстійниках, Флотатори і освітлювачах.

Ефективний вплив осаду пояснюється тим, що він являє собою вже готові великі частки такого жё- будови, що і виділяється гідроксид. Тому час, необхідний для утворення сверхміцеллярних агрегатів, скорочується. Таким чином, прискорюється хлопьеобразования, утворюються більші пластівці, швидше йде їх декантація а отже, інтенсивніше освітлюється вода. Для досягнення високого ефекту освітлення реціркуліруемих осад слід вводити в воду за 15 ... 30 с до введення коагулянту. Осад рекомендується застосовувати при рН вихідної води не нижче 7,0. Вік осаду не повинен перевищувати двох діб з відбором його з шламоотводяшіх труб горизонтальних відстійників.

Коагуляція домішок води може бути значно прискорена її обробкою сумішшю коагулянтів. Дія коагулянтів, при цьому обопільно посилюється. Таке явище спостерігається при використанні суміші A12 (S04) 3 і FeCl3 у співвідношенні 1: 1, 1: 2, 2: 1 або цих же коагулянтів з силикатом натрію. Подібне поліпшення коагуляції досягається обробкою води сумішшю неочищеного і очищеного глинозему в співвідношенні 3: 1 або сумішшю коагулянтів глинозему і хлорного заліза у співвідношеннях 3: 1 і 4: 1. У ряді випадків замість сірчанокислого алюмінію для обробки води використовують оксихлорид алюмінію. Досвід застосування цього коагулянту показав гарні результати на ряді водоочисних комплексів.

Поліпшення коагуляції можна досягти також обробкою води сульфатом алюмінію або хлорним залізом з попереднім виділенням їх гідроксидів. Сутність цього методу полягає в тому, що оптимальна доза сірчанокислого алюмінію і вапняного молока вводиться в проміжний реактор, куди подається 1% оброблюваної води. У реакторі утворюються первинні пластівці гідроксидів основних солей алюмінію, які володіють високою сорбційною здатністю і добре агломеруються у великі агрегати. Потім з реактора ця суспензія подається в потік оброблюваної води.

Прискорення процесу хлопьеобразования досягається застосуванням методу концентраційного коагулирования, при якому розрахункова кількість коагулянту вводиться лише в частину оброблюваної води. Після змішування з розчином коагулянту потік оброблюваної води об'єднують (зазвичай на початку камери утворення пластівців) з потоком решті некоагулірованних води. Описаний метод має низку переваг: розподіл всього коагулянту в частині оброблюваної води створює умови для прискореного хлопьеобразования; після змішування з некоагулірованних водою пластівці, утворені в умовах підвищеної концентрації коагулянту, добре сорбують водні домішки. Однак, цей метод не завжди дає позитивні результати, що пояснюється зміною властивостей оброблюваної води та її домішок.

До фізичних методів інтенсифікації процесу коагуляції відносяться аерірованіе, накладення електричного і магнітного полів, вплив ультразвуком, іонізуюче випромінювання. Введення стисненого диспергированного повітря в оброблювану воду в змішувач після додавання коагулянту з деяким розривом у часі дозволяє видалити із зони коагуляції утворюється при розпаді вугільної / кислоти діоксид вуглецю. Своєчасне видалення вільної вуглекислоти зі сфери формування мікрохлопьев значно прискорює подальший хід коагуляції. Аерування в кількості 10 ... ... 30% від витрати оброблюваної води дозволяє знизити витрату коагулянту на 25 ... 30% і поліпшити якість обробки води.

Завдяки накладенню електричного поля прискорюються процеси утворення пластівців і 'осадження коагульованої суспензії, підвищується ступінь очищення води від органічних і неорганічних домішок фільтруванням; поліпшується відділення водоростей. Дія магнітного поля сприяє зменшенню структурно-механічної гідратації і g-потенціалу частинок. Сорбційна ємність гідроксидів коагулянтів по відношенню до гумінових речовин зростає на 30 ... 40% - При обробці вод, що містять мінеральні суспензії, магнітна обробка дозволяє збільшити щільність і гідравлічну крупність пластівців скоагульованого суспензії, підвищити продуктивність водоочисних споруд I ступені і знизити мутність освітленої води. Магнітна обробка кольоровий і железосодержащей води збільшує щільність скоагульованого суспензії і знижує в 2 ... 8 разів залишкові концентрації домішок. З метою інтенсифікації коагуляції рекомендується омагнічівать воду за 10 ... 60 с до введення коагулянту, швидкість руху води в робочому зазорі магнітного апарату підтримувати 1 м / с, кількість знакозмінних магнітних контурів в генераторі має становити 4 ... 6, тривалість омагнічування - 0 , 6 ... 1,0 с. Можливо омагнічиваніє лише частини (наприклад, половини) оброблюваної води з подальшим змішуванням її (до введення коагулянту) з Решту водою. Поліпшити хід коагуляції можна також магнітної обробкою розчину коагулянту. При цьому ефект активації розчину залежить від напруженості магнітного поля. Витрата електроенергії при омагнічиваніє 1 м3 / год води становить 5 ... 8 Вт-ч.

Процес очищення води коагулированием можна поліпшити накладенням електричного поля. За цим методом вихідну воду з введеними в неї невеликими дозами коагулянту пропускають між алюмінієвими електродами, підключеними до джерела струму. При цьому зберігається перевага методу електролітичного коагулирования, а витрата електроенергії не перевищує 10 Вт / м3 води.

Коагуляцію домішок води поліпшує обробка її ультразвуком. Однак, що відбувається при цьому руйнування механічних домішок, що зменшує ступінь полідисперсності суспензії, іноді позначається негативно. Результати досліджень з ультразвукової коагуляції, проведені В. Б. Викулин, показують, що оптимальні результати досягаються при відносно низьких частотах ультразвуку - 8 ... 18 кГц при тривалості озвучування 1 ... 3 хв. Зі збільшенням інтенсивності ультразвуку зростає швидкість коагуляції.

Вплив іонізуючих у-, р- і рентгенівських променів проявляється у прискоренні окислення органічних і мінеральних домішок розчиненим у воді киснем, в результаті чого вода знебарвлюється, знезаражується, дезодорується, прискорюється осадження зважених домішок. Всі перераховані вище процеси покращують обробку води коагулянтами, розширюють сферу їх застосування.

коагуляція вода домішка

Контактна коагуляція

Контактна коагуляція - технологічний процес освітлення і знебарвлення води, що полягає в адсорбції її домішок з порушеною агрегативной стійкістю на поверхні частинок контактної маси. В основі процесу лежать вандер-ваальсові сили міжмолекулярної тяжіння. Однак, вони визначаються тільки за умови руху рідини, коли дрібні частинки домішок води зближуються із зернами фільтруючого завантаження, подолавши при цьому електростатичні сили відштовхування.

У процесі контактної коагуляції взаємодіють частинки, значно розрізняються своїми розмірами. Частинки домішок води мають мікро- і ультрамікроскопічні розміри, а частки контактної середовища - макроскопічні. Прилипання агрегативно нестійких домішок води до поверхні частинок контактної маси є окремим випадком коагуляції, що носить назву адагуляція. Характерною особливістю цього процесу є велика швидкість в поєднанні з високим ефектом при менших витратах коагулянту. Інтенсивність прилипання дрібних домішок до відносно великим зернам завантаження набагато перевищує швидкість агломерації між собою окремих дрібних частинок у вільному об'ємі рідини.

При фільтруванні води, обробленої коагулянтом, через пісок з розміром зерен 0,5 мм її освітлення відбувається за 5- 10 с. Подібна глибина освітлення води при конвективної коагуляції частинок з утворенням пластівців досягається за 20- 40 хв. Контактна коагуляція відрізняється не тільки високою швидкістю процесу, а й великою повнотою вилучення з води її домішок, що дозволяє при обробці маломутних кольорових вод обмежуватися тільки одним методом її кондиціонування. При коагулюванні домішок води в обсязі утворюються пластівці вимагають подальшого їх виділення тим чи іншим методом.

Практика показала, що ефект контактної коагуляції підвищується в міру скорочення інтервалу між введенням коагулянту в оброблювану воду і її надходженням в шар контактної маси. За цей короткий проміжок часу в оброблюваної воді встигають утворитися мікроагрегати злиплих первинних частинок. Далі коагуляція йде за рахунок корозії цих мікроагрегатов на макроповерхності частинок контактної маси.

Іншими особливостями контактної коагуляції є незалежність процесу від лужності і температури води, менший вплив рН та ін.

Водоочисні споруди, робота яких заснована на принципі контактної коагуляції, називають контактними освітлювачами, контактними фільтрами, осветлителями з шаром зваженого осаду.

Визначення оптимальних доз реагентів

Доза коагулянту для вод різного складу не однакова і встановлюється шляхом пробного коагулювання вихідної води в лабораторії. Оптимальна доза коагулянту викликає утворення великих, швидко декантирують пластівців і не дає опалесценции води. Існує методика визначення показника коагуліруемості води, під яким розуміється здатність до коагуляції грубодисперсних і колоїдних домішок, присутніх у воді, при обробці її коагулянтом - сірчанокислим алюмінієм, що проводиться як без подщелачивания води, так і з її подщелачіваніем. Для орієнтовних підрахунків дозу коагулянту слід визначати за СНиП 2.04.02-84, яка в перерахунку на безводні A12 (S04) 3; Fe2 (S04) 3; FeCl3 при обробці митних вод приймається (в залежності від вмісту домішок) від 25 до 80 мг / л. При коагулюванні води з підвищеною кольоровістю доза коагулянту знаходиться за формулою ДК = 4Ц0'5, де Ц - кольоровість води, град.

Дозу ПАА, вважаючи за безводному продукту, можна визначити в залежності від місця його введення. Так, при введенні перед спорудами I ступені, згідно Сніпу, залежно від каламутності і кольоровості вихідної води вона варіюється в межах 0,2 ... 1,5 мг / л, а при введенні перед фільтрами при двоступеневої очищенні - 0,05. .. 0,1 мг / л, при введенні перед фільтрувальними спорудами при одноступінчастої очищенні - 0,2 ... ... 0,6 мг / л.

Доза АК, вважаючи по діоксиду кремнію, також залежить від місця її введення: при введенні перед спорудами I ступені при температурі вихідної води понад 5 ... 7 ° С вона дорівнює 2 ... 3 мг / л, а при температурі води нижче 5 ° С - 3 ... 5 мг / л; при введенні перед фільтрами при двоступеневої очищенні - 0,2 ... 0,5 мг / л і при введенні перед фільтрувальними спорудами при одноступінчастої очищенні - 1 ... 3 мг / л.

Флокулянти слід вводити в воду через 2 ... 3 хв після введення коагулянту. При очищенні каламутних вод допускається введення у воду флокулянтів до коагулянтів або одночасно.

При попередньому хлоруванні, яке передбачається для поліпшення ходу коагуляції і знебарвлення води, а також для підтримки водоочисних споруд в належному санітарному стані, доза хлору приймається 2 ... 4,0 мг / л. Реагент слід вводити в воду за 1 ... 3 хв до настання коагулянту і ретельно перемішувати.

При наявності у вихідній воді фенолів рекомендується застосовувати її преаммонізаціей шляхом введення у воду перед хлоруванням аміаку або амонійних солей у кількості 20 ... 25% (по NH3) від дози хлору.

При низькій лужності вихідної води для забезпечення успішної коагуляції її доводиться подщелачивать, для чого в неї вводять вапно або соду в кількостях, що визначаються за формулою

Дщ = КЩ (Дк / ЄК щ0) + 1

де Дк - максимальна в період подщелачивания доза безводного коагулянту, мг / л; Щ0 - мінімальна лужність вихідної води, мг-екв / л; КЩ - коефіцієнт, рівний для вапна (по СаО) -28 і для соди (по Na2C03) -53; ек - еквівалентна маса коагулянту (безводного), мг-еквл, яка приймається для A12 (S04) 3 - 57, FeCl3 - 54, Fe2 (S04) 3 - 67.

При негативній величині дщ подщелачивание не потрібно. Лужні реагенти слід вводити одночасно з введенням коагулянту або до нього.

При дезодорації вихідної води слід застосовувати: тонко- диспергований порошкоподібний вугілля, дозу якого призначають (по вугіллю марки «А-лужний»), керуючись результатами технологічних досліджень, перманганат калію, озон.

Для усунення небажаних присмаків і запахів можливо комбіноване застосування зазначених реагентів, при цьому активний вугілля слід вводити в воду після окислювачів.

Дозу фторсодержащего реагенту, мг / л, при фторування води слід визначати за формулою

Дф = 104 (mф * аф - Ф) / (Кф * Сф),

де mф - коефіцієнт, залежить від місця введення реагенту у воду, що приймається при введенні в фільтрат - 1, при введенні перед фільтрувальними апаратами - 1,1; AФ - вміст фтору в обробленій воді, мг / л (для середньої смуги Росії для зимового періоду аф = 1 мг / л, для літнього - 0,8 мг / л); Ф - вміст фтору у вихідній воді, мг / л; Кф - вміст фтору в чистому реагенті,%, прийняте для кремнефтористого натрію - 61; для фтористого натрію - 45; для кремені фтористого амонію - 64; для кремнефтористоводородной кислоти - 79; Сф - вміст чистого реагенту в товарному продукті,%.

Введення фторсодержащих реагентів слід передбачати в фільтрат перед знезараженням, можливо, їх введення перед фільтрами при двоступеневої очищенню.

Дехлорирование води проводиться аерування (при невеликому надлишку залишкового хлору) або зв'язуванням хлору при введенні тиосульфата, сульфіту і дісульфіта натрію, аміаку, скрапленого оксиду сірки (IV) або її фільтруванням через гранульований активне вугілля. Зразкові дози реагентів визначаються наступними співвідношеннями: на 1 мг хлору потрібно тіосульфату натрію 0,8 ... 7,2 мг, сульфіту натрію - 2,5 ... 3,5 мг, оксиду сірки (1У) -0,9 .. . 1,1 мг, аміаку - близько 0,13 мг.

Послідовність введення реагентів і їх експозиції належить приймати, керуючись вказівками табл. 3.6. При неможливості дотримання зазначених рекомендацій між введенням реагентів в трубопроводи перед водоочисним комплексом і змішувачем допускається влаштування контактних ємностей або додаткових змішувачів, конструкції яких виключали б ймовірність седиментации суспензій дозованих реагентів.

Таблиця 3.6.

 Характеристика води Застосовувані реагенти для обробки води Послідовність введення реагентів у воду

 1 2 3

 Не має запахів і присмаків Хлор, коагулянт Первинне хлорування, через 2 ... 3 хв коагулянт

 З запахом і присмаком, з хлорфенсільним запахом

 1. Коагулянт, озон

 2. Хлор, перманганат калію, коагулянт, флокулянт

 3. Хлор, активний вугілля, коагулянт, флокулянт

 4. Хлор, пермангаіат калію, коагулянт

 Коагулянт, озон перед фільтрами або в фільтровану воду Первинне хлорування, через 10 хв перманганат калію, через 2 ... 3 хв коагулянт, через 2 хв флокулянт:

 а) первинне хлорування, через 10 ... 15 хв активний вугілля, через 10 хв коагулянт, через 2 хв флокулянт

 б) первинне хлорування, через 2 ... 3 хв коагулянт, активний вугілля дозою до 5 мг / л перед фільтрами Первинне хлорування, через 10 хв перманганат калію, через 10 ... 15 хв активний вугілля, через 10 хв коагулянт

 З запахом і присмаком, при хлоруванні з'являється хлорфенольного запах

 1. Аміак, хлор, коагулянт

 2. Коагулянт, озон

 3. Пермангаіат калію, хлор, коагулянт

 4. Аммнак, хлор, пермангаіат калію, коагулянт, Флокулянт

 5.Пермангаіат калію, хлор, активний вугілля, коагулянт, флокулянт

 Аміак, через 2 ... 3 мії первинне хлорування, через 2 ... 3 хв коагулянт Коагулянт, озон перед фільтрами або в фільтровану воду Пермангаіат калію, через 10 хв хлор, через 2 ... 3 хв коагулянт

 Аміак, через 2 ... 3 хв хлор, через 10 хв перманганат калію, через 2 ... 3 хв коагулянт, через 1 хв флокулянт. Перманганат калію, через 10 хв хлор, через 10 ... 15 хв активний вугілля, через 10 хв коагулянт, через 2 хв флокулянт

 З недостатнім лужним резервом Вапно, сода, їдкий натр До або одночасно з введенням коагулянту

 Містить патогенні бакгернн Хлор, хлорне вапно, гіпохлорит кальцію або натрію, озон, перманганат калію, аміак Знезараження шляхом введення одного з перерахованих окислювачів в фільтровану воду, іноді з преаммонізаціей, коли аміак вводиться за 1 ... 2 хв до введення окислювача

 З недостатнім вмістом фтору Кремнефтористий натрій або амоній, фтористий натрій Фторирование введенням розчину фторсодержащего реагенту у воду до або після фільтрувальних апаратів; незалежно від місця вводу хлору для знезараження

 З підвищеною жорсткістю Залізний коагулянт, хлор, вапно, сода, їдкий натр, тринатрийфосфат, гідроксид барію, вуглекислий барій При реагентом пом'якшенні води, попереднє хлорування, через 2 ... 3 хв коагулянт, через 3 ... 5 хв реагент для пом'якшення води

 Висока кольоровість Хлор і його похідні, озон, коагулянт, перекис водню Попереднє хлорування або озонування, через 3 ... 5 хв коагулянт

 Надлишок хлору в фільтраті Тіосульфат, сульфіт і дісульфіт натрію, оксид сірки (IV), аміак Дехлоризація зазначеними реагентами не менше, ніж через 30 ... 40 хв після введення хлору для знезараження

Електрохімічне коагулирование

Для здійснення процесу коагуляції у воду можуть бути введені замість коагулянтів іони важких металів, отримані електрохімічним шляхом. Для цього воду пропускають через електролізер - апарат з опущеними в нього електродами - анода (з алюмінію або заліза) і катода. Харчування електролізера здійснюється від постійного або змінного джерела струму. При застосуванні розчинних металевих електродів електродний процес супроводжується рядом електрохімічних явищ і реакцій. Їх швидкість за законами електрохімічної кінетики визначається загальним значенням потенціалу на межі метал-розчин, складом води та умовами дифузії в ній компонентів або продуктів реакції. У процесі електролізу на електродах відновлюються або окислюються компоненти електроліту. У перенесенні струму беруть участь усі знаходяться у воді іони, а також мають заряд колоїдні і зважені частинки.

За С. В. Яковлєву та Я.Д. Раппопорт колоїдні і зважені частинки у зв'язку з малою рухливістю переносять незначну частину електрики. В основному перенесення електрики в природних водах здійснюють катіони Са2 +, Mg2 +, Na +, К + і аніони S042-, НС03- і С1 ~, а також іони Н + і ОН ~, завжди містяться у воді.

Кількість металу т, який перейшов з анода у воду в результаті електролізу, визначають з виразу

де А - атомна маса металу; F - число Фарадея (96500 Кл); I - сила струму, A; t - час проходження струму, с; г) ? - коефіцієнт виходу металу по струму,%; п - валентність металу.

За П. П. Строкача, що електрохімічне розчинення металів складається з двох основних процесів - анодного і хімічного розчинення в результаті взаємодії з навколишнім середовищем. Розчиненню металу анода сприяють підвищення температури води, присутність в ній іонів-депассіваторов, накладення постійного електричного струму, підвищення швидкості руху води по відношенню до поверхні металу. Тому вихід алюмінію по струму може досягати 120% і більше. У відповідності з теорією електрохімічної корозії при використанні в якості анода заліза або алюмінію природній воді протікають реакції анодного розчинення і освіти гідроксидів цих металів. На катоді із заліза або алюмінію в природній воді відбуваються деполяризація мігруючими іонами, деполяризация нейтральними молекулами, відновлення іонів металів і нерозчинних плівок, а також органічних сполук. На алюмінієвому катоді при рН 10 ... 12 в прікатодном шарі імовірна реакція взаємодії алюмінію з водою з утворенням гідроксиду алюмінію і водню під час електролізу і розчинення захисної плівки оксиду алюмінію. З вищевказаних катодних процесів в природній воді чільним є воднева і киснева деполяризація.

Електрохімічні процеси на металевих електродах супроводжуються адсорбцией на них неорганічних і органічних речовин, які можуть прискорювати або сповільнювати електрохімічні реакції, виділенням на електродах бульбашок водню, кисню, які здатні виносити речовину з рідини на поверхню (електрофлотація), електрофорезом (рух у воді зважених твердих і колоїдальних частинок, пухирців газу) та іншими явищами.

С. В. Яковлєв та П. П. Строкач, Я.Д. Раппопорт вказують, що на процес розчинення електродів впливають фізико-хімічні, електричні та гідродинамічні фактори: активна реакція середовища, її сольовий склад, температура, склад електрода, щільність струму, частота зміни полярності, швидкість руху води в міжелектродному просторі та ін. Важливе значення при електрокоагуляції має щільність струму. Найбільш ефективна робота електролізера при високих щільності струму, оскільки при цьому більш повно використовується їх ємність і робоча поверхня електродів. Разом з тим при підвищенні щільності струму зростають поляризаційні явища і пасивація електродів, що призводить до збільшення напруги і втрат електроенергії на побічні процеси. Зі збільшенням щільності струму зростає швидкість хімічного розчинення алюмінію і тим більшою мірою, чим менше його частота. Рекомендується щільність струму в межах 0,5 ...

20 мА / см2, відстань між електродами 10 ... 15 мм. На думку Л. А. Кульського, П. П. Строкача і В. А. Сліпченко ефективної щільністю струму для видалення з води більшості забруднень може бути 1 ... 4 мА / см2, робоча напруга на електродах установок не повинно перевищувати 40 В.

Для запобігання утворення осаду на електродах рекомендується міняти на них полярність струму, що не завжди ефективно, тому що в період перемикання полярності різко знижується вихід алюмінію по струму і важко видаляються опади на електродах.

Окислення металів електродів при електролізі ускладнюється настанням пасивного стану в результаті формування оксидної плівки. При цьому потенціал анода зміщується в бік позитивних значень. Активність алюмінієвого анода значною мірою залежить від природи і концентрації присутніх у воді аніонів. З усіх аніонів на активність алюмінієвого анода найбільше впливає хлорид- іон. Сутність активизирующего дії хлорид-іонів пов'язана з їх невеликими геометричними розмірами і легкістю проникнення через плівку, в результаті чого вона руйнується. Каталізація розчинення алюмінієвого анода хлорид- іонами також пояснюється сильним уповільненням процесу утворення оксидної плівки, пов'язаної з адсорбційним витісненням кисню.

Підвищення концентрації сульфатів по відношенню до постійної концентрації хлоридів призводить до повного угнетанію активизирующего дії хлорид-іонів на оксидну плівку.

Підвищення температури води перешкоджає формуванню опадів на електродах, підвищує швидкість розчинення пасивної плівки, зменшує її товщину і захисні властивості. Плівка стає рихлою і вільно видаляється з поверхні алюмінію. Значно зростає руйнування оксидної плівки в присутності хлорид-іонів, сорбція яких на алюмінії з підвищенням температури збільшується.

Розчинення 1 г металевого алюмінію еквівалентно введенню в воду 12,3 г A12 (S04) 3 * 18Н20, розчинення 1 г металевого заліза - введенню 4,8 г FeCl3 * 6H20 або 4,9 г FeS04 * 7H20. Більшість апаратів для очищення води електрокоагуляцией являє собою безнапірні пластинчасті електролізери. горизонтального або вертикального типу. Пластини або кільця металу розташовують вертикально на відстані 3 ... 20 мм одна від одної і утримуються ізолюючими вставками, електричний струм підводиться до кожної пластині (рис. 3.6). Для спрощення монтажу електрокоагуляторів та зменшення споживаної сили струму застосовують біполярні підключення електродів, т. Е. Підвід струму не до кожної пластині, а через кілька пластин. Проміжні пластини розчиняються внаслідок поляризації в виникає електричному полі.

Метод електрокоагуляції забезпечує високий ефект видалення з води забруднень у вигляді суспензій (мінерального, органічного та біологічного походження) колоїдів (сполук заліза, речовин, що обумовлюють кольоровість води і т. Д.), А також окремих речовин, що знаходяться в молекулярному та іонному станах. Істотною перевагою електрокоагуляції перед реагентними методами очищення води є можливість відмови від будівництва громіздких очисних споруд, що займають значні виробничі площі. Експлуатація установок може бути значно спрощена внаслідок того, що електрохімічні процеси легко піддаються механізації, управління і автоматизації. Електрокоагуляція дозволяє здійснювати процес очищення води в компактних, автоматично діючих і легко обслуговуються установках і особливо зручна для невеликих автономних об'єктів (на суднах річкового флоту, в сільському господарстві, для малих селищ і т. Д.).

Сучасний розвиток теплоенергетики, радіоелектроніки, целюлозно-паперового, текстильного та інших виробництв висуває підвищені вимоги до якості води, особливо до вмісту в ній сполук кремнію, заліза, кисню, органічних та інших речовин. Однак, ще немає достатньо простих і високоефективних методів попередньої підготовки води. Висока сорбційна здатність електрохімічних одержуваного гідроксиду алюмінію по відношенню до забруднень води та інші переваги методу електрокоагуляції дозволяють використовувати його для очищення технічних, питних і стічних вод.

До числа недоліків методу слід віднести підвищення витрати електроенергії і металу на одиницю оброблюваної води.

Література

Алексєєв Л. С., Гладков В. А. Поліпшення якості м'яких вод. М., Стройиздат, 1994

Алфьорова Л. А., Нечаєв А. П. Замкнені системи водного господарства промислових підприємств, комплексів та районів. М., 1984.

Аюка Р. І., Мельцер В. 3. Виробництво і застосування фільтруючих матеріалів для очищення води. Л., 1985.

Вейцер Ю. М., Мііц Д. М. Високомолекулярні флокулянти в процесах очищення води. М., 1984.

Єгоров А. І. Гідравліка напірних трубчастих систем у водопровідних очисних спорудах. М., 1984.

Журба М. Г. Очищення води на зернистих фільтрах. Львів, 1980.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка