Na świecie wszystko ma swoje wady i zalety. Postęp społeczny i poprawa warunków życia nieuchronnie prowadzą do zanieczyszczenia środowiska. Jednym z takich problemów są ścieki. Wraz z szybkim rozwojem przemysłu petrochemicznego, tekstylnego, papierniczego, pestycydów, farmaceutycznego, metalurgicznego i spożywczego, całkowita ilość odprowadzanych ścieków znacznie wzrosła na całym świecie. Co więcej, ścieki często charakteryzują się wysokim stężeniem, wysoką toksycznością, wysokim zasoleniem i dużą ilością barwników, co utrudnia ich degradację i oczyszczanie, a w efekcie prowadzi do poważnego zanieczyszczenia wody.
Aby poradzić sobie z dużą ilością ścieków przemysłowych generowanych codziennie, ludzie stosują różne metody, łącząc podejścia fizyczne, chemiczne i biologiczne, a także wykorzystując siły takie jak elektryczność, dźwięk, światło i magnetyzm. Niniejszy artykuł podsumowuje zastosowanie „elektryczności” w technologii elektrochemicznego uzdatniania wody w celu rozwiązania tego problemu.
Technologia elektrochemicznego uzdatniania wody odnosi się do procesu degradacji zanieczyszczeń w ściekach poprzez specyficzne reakcje elektrochemiczne, procesy elektrochemiczne lub procesy fizyczne zachodzące w konkretnym reaktorze elektrochemicznym, pod wpływem elektrod lub przyłożonego pola elektrycznego. Systemy i urządzenia elektrochemiczne są stosunkowo proste, zajmują mało miejsca, charakteryzują się niższymi kosztami eksploatacji i konserwacji, skutecznie zapobiegają zanieczyszczeniom wtórnym, oferują wysoką sterowalność reakcji i sprzyjają automatyzacji przemysłowej, co czyni je technologiami „przyjaznymi dla środowiska”.
Technologia elektrochemicznego uzdatniania wody obejmuje różne techniki, takie jak elektrokoagulacja-elektroflotacja, elektrodializa, elektroadsorpcja, elektro-Fenton oraz zaawansowane utlenianie elektrokatalityczne. Techniki te są zróżnicowane i każda z nich ma swoje własne, odpowiednie zastosowania i dziedziny.
Elektrokoagulacja-Elektrofotacja
Elektrokoagulacja jest w istocie elektroflotacją, ponieważ proces koagulacji zachodzi równocześnie z flotacją. Dlatego można ją zbiorczo określać jako „elektrokoagulację-elektroflotację”.
Metoda ta polega na przyłożeniu zewnętrznego napięcia elektrycznego, które generuje rozpuszczalne kationy na anodzie. Kationy te działają koagulująco na zanieczyszczenia koloidalne. Jednocześnie, pod wpływem napięcia, na katodzie wytwarzana jest znaczna ilość wodoru, który wspomaga unoszenie się kłaczkowatego materiału na powierzchnię. W ten sposób elektrokoagulacja umożliwia separację zanieczyszczeń i oczyszczenie wody poprzez koagulację anodową i flotację katodową.
Wykorzystując metal jako rozpuszczalną anodę (zazwyczaj aluminium lub żelazo), jony Al3+ lub Fe3+ generowane podczas elektrolizy pełnią funkcję elektroaktywnych koagulantów. Koagulanty te działają poprzez kompresję podwójnej warstwy koloidalnej, destabilizację jej oraz mostkowanie i wychwytywanie cząstek koloidalnych poprzez:
Al -3e → Al3+ lub Fe -3e → Fe3+
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ lub 4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH-
Z jednej strony, powstały elektroaktywny koagulant M(OH)n, określany jako rozpuszczalne polimeryczne kompleksy hydroksowe, działa jako flokulant, szybko i skutecznie koagulując zawiesiny koloidalne (drobne kropelki oleju i zanieczyszczenia mechaniczne) w ściekach, jednocześnie łącząc je i tworząc większe agregaty, co przyspiesza proces separacji. Z drugiej strony, koloidy ulegają sprężeniu pod wpływem elektrolitów, takich jak sole glinu lub żelaza, co prowadzi do koagulacji poprzez efekt kulombowski lub adsorpcję koagulantów.
Chociaż aktywność elektrochemiczna (żywotność) koagulantów elektroaktywnych wynosi zaledwie kilka minut, znacząco wpływają one na potencjał warstwy podwójnej, wywierając tym samym silne działanie koagulacyjne na cząstki koloidalne lub zawieszone. W rezultacie ich zdolność adsorpcyjna i aktywność są znacznie wyższe niż w przypadku metod chemicznych z dodatkiem soli glinu, a ponadto wymagają mniejszych ilości i są tańsze. Elektrokoagulacja nie jest zależna od warunków środowiskowych, temperatury wody ani zanieczyszczeń biologicznych i nie ulega reakcjom ubocznym z solami glinu i wodorotlenkami wody. Dzięki temu charakteryzuje się szerokim zakresem pH, co umożliwia jej oczyszczanie ścieków.
Dodatkowo, uwalnianie drobnych pęcherzyków na powierzchni katody przyspiesza zderzenia i separację koloidów. Bezpośrednie elektroutlenianie na powierzchni anody i pośrednie elektroutlenianie Cl- do aktywnego chloru wykazują silne właściwości utleniające rozpuszczalne substancje organiczne i redukowalne substancje nieorganiczne w wodzie. Nowo wytworzony wodór z katody i tlen z anody wykazują silne właściwości redoks.
W rezultacie procesy chemiczne zachodzące wewnątrz reaktora elektrochemicznego są niezwykle złożone. W reaktorze procesy elektrokoagulacji, elektroflotacji i elektroutleniania zachodzą jednocześnie, skutecznie przekształcając i usuwając zarówno rozpuszczone koloidy, jak i zawieszone zanieczyszczenia z wody poprzez koagulację, flotację i utlenianie.
Xingtongli GKD45-2000CVC Elektrochemiczny zasilacz prądu stałego
Cechy:
1. Wejście prądu przemiennego 415 V 3 fazy
2. Chłodzenie wymuszone powietrzem
3. Z funkcją rampy
4. Z amperogodzinami i przekaźnikiem czasowym
5. Zdalne sterowanie z przewodami sterującymi o długości 20 metrów
Zdjęcia produktu:
Czas publikacji: 08.09.2023
