Pasaulyje viskas turi savo privalumų ir trūkumų. Visuomenės pažanga ir žmonių gyvenimo lygio gerėjimas neišvengiamai veda prie aplinkos taršos. Nuotekos yra viena iš tokių problemų. Sparčiai vystantis tokioms pramonės šakoms kaip naftos chemijos, tekstilės, popieriaus gamyba, pesticidų, farmacijos, metalurgijos ir maisto gamyba, bendras išleidžiamų nuotekų kiekis visame pasaulyje labai išaugo. Be to, nuotekose dažnai būna didelė koncentracija, didelis toksiškumas, didelis druskingumas ir daug spalvotųjų komponentų, todėl jas sunku skaidyti ir valyti, todėl vanduo labai užteršiamas.
Siekdami susidoroti su dideliais kasdien susidarančių pramoninių nuotekų kiekiais, žmonės taikė įvairius metodus, derindami fizikinius, cheminius ir biologinius metodus, taip pat pasitelkdami tokias jėgas kaip elektra, garsas, šviesa ir magnetizmas. Šiame straipsnyje apibendrinamas „elektros“ naudojimas elektrocheminio vandens valymo technologijoje, siekiant išspręsti šią problemą.
Elektrocheminė vandens valymo technologija – tai teršalų skaidymo nuotekose procesas, kurio metu vyksta specifinės elektrocheminės reakcijos, elektrocheminiai procesai arba fizikiniai procesai konkrečiame elektrocheminiame reaktoriuje, veikiant elektrodams arba taikomam elektriniam laukui. Elektrocheminės sistemos ir įranga yra gana paprastos, užima mažai vietos, turi mažesnes eksploatavimo ir priežiūros išlaidas, veiksmingai užkerta kelią antrinei taršai, pasižymi dideliu reakcijų valdymu ir yra palankios pramoninei automatizacijai, todėl joms suteikiama „ekologiškos“ technologijos etiketė.
Elektrocheminio vandens valymo technologija apima įvairius metodus, tokius kaip elektrokoaguliacija-elektroflotacija, elektrodializė, elektroadsorbcija, elektro-Fenton ir elektrokatalizinė pažangi oksidacija. Šie metodai yra įvairūs ir kiekvienas turi savo tinkamą pritaikymą ir sritis.
Elektrokoaguliacija-elektroflotacija
Elektrokoaguliacija iš tiesų yra elektroflotacija, nes koaguliacijos procesas vyksta kartu su flotacija. Todėl ją galima bendrai vadinti „elektrokoaguliacija-elektroflotacija“.
Šis metodas pagrįstas išorinės elektros įtampos taikymu, kuri anode generuoja tirpius katijonus. Šie katijonai koaguliuoja koloidinius teršalus. Tuo pačiu metu, veikiant įtampai, katode susidaro didelis kiekis vandenilio dujų, kurios padeda flokuliuotai medžiagai pakilti į paviršių. Tokiu būdu elektrokoaguliacijos metu anodo koaguliacijos ir katodo flotacijos būdu atskiriami teršalai ir išvalomas vanduo.
Naudojant metalą kaip tirpų anodą (paprastai aliuminį arba geležį), elektrolizės metu susidarę Al3+ arba Fe3+ jonai veikia kaip elektroaktyvūs koaguliantai. Šie koaguliantai veikia suspausdami koloidinį dvigubą sluoksnį, jį destabilizuodami ir sujungdami bei užfiksuodami koloidines daleles per:
Al -3e → Al3+ arba Fe -3e → Fe3+
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ arba 4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH-
Viena vertus, susidaręs elektroaktyvus koaguliantas M(OH)n vadinamas tirpiais polimeriniais hidrokso kompleksais ir veikia kaip flokuliantas, greitai ir efektyviai koaguliuojantis koloidines suspensijas (smulkius naftos lašelius ir mechanines priemaišas) nuotekose, jas sujungiant ir sudarant didesnius agregatus, taip pagreitinant atskyrimo procesą. Kita vertus, koloidai yra suspaudžiami veikiami elektrolitų, tokių kaip aliuminio arba geležies druskos, todėl vyksta koaguliacija per Kulono efektą arba koaguliantų adsorbciją.
Nors elektroaktyviųjų koaguliantų elektrocheminis aktyvumas (gyvavimo trukmė) yra tik kelios minutės, jie daro didelę įtaką dvigubo sluoksnio potencialui, todėl daro stiprų koaguliacijos poveikį koloidinėms dalelėms arba suspenduotoms dalelėms. Dėl to jų adsorbcijos pajėgumas ir aktyvumas yra daug didesni nei cheminių metodų, kuriuose pridedami aliuminio druskų reagentai, be to, jiems reikia mažesnių kiekių ir jie yra pigesni. Elektrokoaguliacijai įtakos neturi aplinkos sąlygos, vandens temperatūra ar biologinės priemaišos, ji nevyksta šalutinės reakcijos su aliuminio druskomis ir vandens hidroksidais. Todėl ji turi platų pH diapazoną nuotekų valymui.
Be to, mažyčių burbuliukų išsiskyrimas katodo paviršiuje pagreitina koloidų susidūrimą ir atsiskyrimą. Tiesioginė elektrooksidacija anodo paviršiuje ir netiesioginė Cl⁻ elektrooksidacija į aktyvųjį chlorą pasižymi stipriomis oksidacinėmis savybėmis tirpioms organinėms medžiagoms ir redukuojamoms neorganinėms medžiagoms vandenyje. Naujai susidaręs vandenilis iš katodo ir deguonis iš anodo pasižymi stipriomis redokso savybėmis.
Dėl to elektrocheminio reaktoriaus viduje vykstantys cheminiai procesai yra itin sudėtingi. Reaktoriuje elektrokoaguliacijos, elektroflotacijos ir elektrooksidacijos procesai vyksta vienu metu, efektyviai transformuojant ir pašalinant vandenyje ištirpusius koloidus ir suspenduotus teršalus koaguliacijos, flotacijos ir oksidacijos būdu.
„Xingtongli GKD45-2000CVC“ elektrocheminis nuolatinės srovės maitinimo šaltinis
Savybės:
1. Kintamosios srovės įvestis 415 V, 3 fazės
2. Priverstinis oro aušinimas
3. Su pagreitinimo funkcija
4. Su ampervalandžių skaitikliu ir laiko rele
5. Nuotolinio valdymo pultas su 20 metrų ilgio valdymo laidais
Produkto vaizdai:
Įrašo laikas: 2023 m. rugsėjo 8 d.
