Beta AQUA

Электрохимическая активация − это физико-химический процесс, совокупность электрохимического и электрофизического  воздействия на воду в зоне пространственного разряда и на поверхности электродов. При этом достигается не равновесное состояние в системе за счет переноса заряда через границу "электрод −мембрана − электролит".

Рисунок 1 – Принципиальная схема электроактивации воды К – катод; А – анод; Меn +– ионы металов, М – полупроницаемая мембрана; 1 – катодная камера, 2 –анодная камера.


Одним из преимуществ метода есть направленное движение ионов гидроксила в электроактиваторе. Ионы гидроксила, которые образовались на электроде, при использовании проницаемых мембран, не ассоциируются с катионами водорода и повышают рН катодного раствора до 10-12. При этом достигается 70-80% выходу по току,например, по снижению жесткости воды. Под воздействием свободных гидроксильных ионов протекают нескольких конкурирующих  реакций в катодной области:

Помимо ионов кальция, магния, железа из католита осаждаются в виде гидроксидов ионы практически всех цветных металлов. Ванодной области (за счет накопления ионов водорода) в присутствии ионахлора происходит образование ряда кислородсодержащих ионов по известным механизмам электродных реакций:


Таким образом, в анолите накапливается гипохлорит и другие кислородные хлорсодержащие ионы,концентрацию которых легко регулировать. Электрохимический  процесс  активации  приводит  к возможности не только освободится от катионов, но и использовать гипохлорит для обеззараживания воды. Упрощение технологии водоподготовки (перед стадией мембранной очистки) осуществляется по цепочке стадий.

Рисунок 2. – Схема стендовой установки очистки природной воды методом электроактивации 1 – блок питания; 2 – основная емкость; 3 – емкость для католита; 4 – емкость для анолита; 5 – емкость с исследуемой водой; 6 – кран 7 –камера для отвода воды; 8 – камера для подвода воды; 9 – штуцер; 10 – отстойник анолита.

Снижение содержания органических соединений связано как с адсорбцией и с соосаждением их на коллоидных частицах в катодной области, так и с частичным окислением растворенных органических веществ на аноде. Таким образом, электрохимический метод очистки, является универсальным методом предупреждения кольматации (сульфатных отложений на мембранах), а также биообрастания мембран, что приведет к увеличению срока эксплуатации ультрафильтрационных и обратноосмотических мембран. Для проведения исследований использован аппарат периодического действия с электродами особой конструкции, позволяющий перерабатывать 3дм³ воды за один опыт.

Таблица 1 – Степень очистки высокоминерализованных вод

Комплексная очистка растворов произведена при следующих технологических показателях: плотность тока 1,0 – 1,5 А/дм², количество электроэнергии по опытам 1,2-7,8 кВт*ч/м³. Выполнено более 50 серий опытов по деминерализации шахтных минерализованых вод. При исследованиях намечены пути усовершенствования работы аппарата, оптимизации подвода электроэнергии, конструкции электродов. Разработана и изготовлена конструкция аппарата непрерывного действия.

Таблица 2 −  Степень очистки воды Тилигульського лимана


Общая минерализация воды представляет Р = 7075 мг/л или 7,1 г/л; рН воды представляет 7,5. Проведено 9 серий опытов по очистке и деминерализации морской воды на аппарате непрерывного действия.

Усредненные данные исследования работы аппарата непрерывного действия:

-содержание ионов Ca2+ и Mg2+ в процессе электроактивации морской воды уменьшается по времени в 6-7 раз;

-содержание сухого остатка - на 28-30%;

-концентрация сульфат-ионов уменьшается на 73-75%;

-бикарбонат-ионов - на 67- 69%;

-концентрация железа и тяжелых металлов - на 67 -82%;

-органических соединений - на 58 - 75%,

-микроорганизмов - на 89-98%.

Расходы электроэнергии на деминерализацию и очистку воды: от 2 до 18 кВт∙ч/ м³. В качестве примера приводим снижение содержания ионов кальция и магния в зависимости от времени. В таблице 3 представлены данные по снижению содержания суммы ионов кальция и магния

Таблица 3 – Снижение содержания суммы ионов кальция

Использование процесса электроактивации в качестве предварительной стадии очистки морской воды перед мембранной  системой  приведет  к  снижению эксплуатационных затрат на 35-40% за счет снижения расходов реагентов, электроэнергии и увеличения срока службы мембран.

Преимущества при эксплуатации аппарата:

- возможность использования аппарата предварительной деминерализации  для  минимизации  энергетических затрат  при  переработке  высокоминерализованных морских вод;

- комплексная очистка морской воды от ионов металлов и органических примесей;

- предупреждение кольматации (сульфатных отложений на мембранах), а также биообрастания мембран, что приведет  к  значительному  увеличению  срока эксплуатации ультрафильтрационных и обратно осмотических мембран;

-  использование  проницаемых  мембран  вместо полупроницаемых;

- простота конструкции и возможность автоматизации процесса;

-легко регулируемые расходы по потокам (каталиту, аналиту общему расходу воды);

- низкая стоимость установки.

Характерное изменения концентрации катионоа во времени представлено на рис 3:

    Электрохимическая активация − это физико-химический процесс, совокупность электрохимического и электрофизического  воздействия на воду в зоне пространственного разряда и на поверхности электродов. При этом достигается не равновесное состояние в системе за счет переноса заряда через границу "электрод −мембрана − электролит".

    Рисунок 1 – Принципиальная схема электроактивации воды К – катод; А – анод; Меn +– ионы металов, М – полупроницаемая мембрана; 1 – катодная камера, 2 –анодная камера.


    Одним из преимуществ метода есть направленное движение ионов гидроксила в электроактиваторе. Ионы гидроксила, которые образовались на электроде, при использовании проницаемых мембран, не ассоциируются с катионами водорода и повышают рН катодного раствора до 10-12. При этом достигается 70-80% выходу по току,например, по снижению жесткости воды. Под воздействием свободных гидроксильных ионов протекают нескольких конкурирующих  реакций в катодной области:

    Помимо ионов кальция, магния, железа из католита осаждаются в виде гидроксидов ионы практически всех цветных металлов. Ванодной области (за счет накопления ионов водорода) в присутствии ионахлора происходит образование ряда кислородсодержащих ионов по известным механизмам электродных реакций:


    Таким образом, в анолите накапливается гипохлорит и другие кислородные хлорсодержащие ионы,концентрацию которых легко регулировать. Электрохимический  процесс  активации  приводит  к возможности не только освободится от катионов, но и использовать гипохлорит для обеззараживания воды. Упрощение технологии водоподготовки (перед стадией мембранной очистки) осуществляется по цепочке стадий.

    Рисунок 2. – Схема стендовой установки очистки природной воды методом электроактивации 1 – блок питания; 2 – основная емкость; 3 – емкость для католита; 4 – емкость для анолита; 5 – емкость с исследуемой водой; 6 – кран 7 –камера для отвода воды; 8 – камера для подвода воды; 9 – штуцер; 10 – отстойник анолита.

    Снижение содержания органических соединений связано как с адсорбцией и с соосаждением их на коллоидных частицах в катодной области, так и с частичным окислением растворенных органических веществ на аноде. Таким образом, электрохимический метод очистки, является универсальным методом предупреждения кольматации (сульфатных отложений на мембранах), а также биообрастания мембран, что приведет к увеличению срока эксплуатации ультрафильтрационных и обратноосмотических мембран. Для проведения исследований использован аппарат периодического действия с электродами особой конструкции, позволяющий перерабатывать 3дм³ воды за один опыт.

    Таблица 1 – Степень очистки высокоминерализованных вод

    Комплексная очистка растворов произведена при следующих технологических показателях: плотность тока 1,0 – 1,5 А/дм², количество электроэнергии по опытам 1,2-7,8 кВт*ч/м³. Выполнено более 50 серий опытов по деминерализации шахтных минерализованых вод. При исследованиях намечены пути усовершенствования работы аппарата, оптимизации подвода электроэнергии, конструкции электродов. Разработана и изготовлена конструкция аппарата непрерывного действия.

    Таблица 2 −  Степень очистки воды Тилигульського лимана


    Общая минерализация воды представляет Р = 7075 мг/л или 7,1 г/л; рН воды представляет 7,5. Проведено 9 серий опытов по очистке и деминерализации морской воды на аппарате непрерывного действия.

    Усредненные данные исследования работы аппарата непрерывного действия:

    -содержание ионов Ca2+ и Mg2+ в процессе электроактивации морской воды уменьшается по времени в 6-7 раз;

    -содержание сухого остатка - на 28-30%;

    -концентрация сульфат-ионов уменьшается на 73-75%;

    -бикарбонат-ионов - на 67- 69%;

    -концентрация железа и тяжелых металлов - на 67 -82%;

    -органических соединений - на 58 - 75%,

    -микроорганизмов - на 89-98%.

    Расходы электроэнергии на деминерализацию и очистку воды: от 2 до 18 кВт∙ч/ м³. В качестве примера приводим снижение содержания ионов кальция и магния в зависимости от времени. В таблице 3 представлены данные по снижению содержания суммы ионов кальция и магния

    Таблица 3 – Снижение содержания суммы ионов кальция

    Использование процесса электроактивации в качестве предварительной стадии очистки морской воды перед мембранной  системой  приведет  к  снижению эксплуатационных затрат на 35-40% за счет снижения расходов реагентов, электроэнергии и увеличения срока службы мембран.

    Преимущества при эксплуатации аппарата:

    - возможность использования аппарата предварительной деминерализации  для  минимизации  энергетических затрат  при  переработке  высокоминерализованных морских вод;

    - комплексная очистка морской воды от ионов металлов и органических примесей;

    - предупреждение кольматации (сульфатных отложений на мембранах), а также биообрастания мембран, что приведет  к  значительному  увеличению  срока эксплуатации ультрафильтрационных и обратно осмотических мембран;

    -  использование  проницаемых  мембран  вместо полупроницаемых;

    - простота конструкции и возможность автоматизации процесса;

    -легко регулируемые расходы по потокам (каталиту, аналиту общему расходу воды);

    - низкая стоимость установки.

    Характерное изменения концентрации катионоа во времени представлено на рис 3:

    Укажите заголовок

    Добавьте сюда Ваш текст

    Контакты

    info@betazet.ru

    Следите за новостями