Электрохимические методы очистки сточных вод.

Электрохимические методы очистки сточных вод включают: анодное окисление, катодное восстановление электрокоагуляцию, электрофлотацию и электродиализ. Все эти процессы происходят на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Электрохимические методы позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты без использования химических реагентов. Основным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.

Анодное окисление применяют для очистки сточных вод от цианидов, роданидов, аминов, спиртов, альдегидов, нитросоединений и др. В ходе реакции электрохимического окисления вещества, находящиеся в сточных водах полностью распадаются с образованием аммиака, диоксида углерода, воды или образуются более простые и нетоксичные вещества, которые можно удалять другими методами.

В качестве анодов используют различные электролитическм нерастворимые материалы: графит, магнетит, диоксид свинца, которые наносят на титановую основу.

Катодное восстановление применяют для удаления из сточных вод ионов металлов с получением осадков. Этот процесс можно использовать для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов: свинца, олова, ртути, меди, хрома. Катодное восстановление металлов происходит по схеме:

,

при этом металлы осаждаются на катоде и могут быть легко рекуперированы.

Очистку сточных вод от ионов металлов проводят на катодах, состоящих из смеси угольного и сернистого порошков.

Под электрокоагуляцией понимают процесс электролиза сточных вод с использованием растворимых стальных или алюминиевых электродов. Под действием тока происходит растворение металла, в результате чего в воду переходят ионы железа или алюминия, которые, встречаясь с гидроксидными группами, образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев. Наступает интенсивная коагуляция.

В процессе электрофлотации очистка сточных вод происходит под действием пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде – водорода. Поднимаясь в сточной воде, эти пузырьки флотируют взвешенные частицы. При использовании растворимых электродов происходит одновременное образование хлопьев коагулянтов и пузырьков газа, что способствует более эффективной очистке.

Процесс электродиализа проводят в аппаратах, простейшая конструкция которых состоит из трех камер, отделенных одна от другой мембранами. в среднюю камеру заливают сточную воду, а в боковые, где расположены электроды – чистую воду. Очистка сточных вод электродиализом основана на разделении ионизированных веществ под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны мембран. Анионы током переносятся в анодное пространство, на аноде выделяется кислород и образуется кислота. Одновременно катионы переносятся в катодное пространство, на катоде выделяется водород и образуется щелочь. По мере прохождения тока, концентрация солей в средней камере уменьшается, пока не становится равной нулю.

Рисунок 2 - Схема электродиализатора.

Электродиализ широко применяется для обессоливания воды в процессах водоподготовки.