SU1110754A1 - Способ очистки сточных вод от ионов шестивалентного хрома - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА, включающий электролиз их с использованием пористого катода и фильтрацию через катод в направлении от анода к катоду , отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода электроэнергии , используют катод, выполненный из порошка меди с размером частиц 0,05-0,50 мм, и электролиз ведут при катодной плотности тока 0,050 ,30 А/дм и рН раствора 2-5.

Description

ел

4iib

Изобретение относитс  к очистке сточных вод, содержащих шестивалентный хром, и может быть использовано при обезвреживании гальванических стоков. Известен способ очистки сточных вод, содержащих шестивалентный хром, включающий прокачивание сточных вод через объемно-пористые свинцовые катоды, при этом аноды раствор ютСЯ: П ..

Недостатком этого спосдба  вл етс  то, что помимо расходу дорогосто ще|ГО материала, возможно загр знение стЬков токсичным свинцом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемоь./ результату к предлагаемому  вл етс  способ очиски сточных вод от ионов щестивалентного хрома, включающий электролиз их с использованием пористого катода и фильтрацию через катод в направлении 1Т анода к катоду. Пористые катоды изготавливают из графита или активированного угл  2.

Недостатком этого способа  вл етс  большой расход электроэнергии, обусловленный физико-химическими свойствами катода, изготовленного из углеродного материала.

Цель изобретени  - снижение расхода электроэнергии.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу очистки сточных вод от ионов шестивалентного хрома, включающему электролиз их с использованием пористого катода и фильтрацию через катод в направлении от анода к катоду, катод выполнен из порошка меди с размером частиц 0,05-0,50 мм и электролиз ведут при катодной плотности тока 05050 ,30 А/дм и рН раствора 2-5

Способ осуществл ют следующим образом.

В проточный электролизер с пористым медным катодом и свинцовьм анодо подают сточную воду, содержащую ионы шестивалентного хрома. На катоде поддерживают плотность тока 0,05-0,30 А /дм и рН раствора 2-5. В зависимост от концентрации ионов хрома удельную скорость протока выбирают 1,6-2,0 л/ . Размер частиц медного порошка дл  изготовлени  катода выбирают в пределах 0,05-0,50 мм.

Размер частиц медного порошка 0,0 0,50 мм позвол ет проводить процесс без диффузионных ограничений с высокойскоростью фильтрации и предотвратить унос меди из электролизера. Сопротивление электрода значительно ниже угольного, что способствует уменьшению энергозатрат {р угл  820 мкОм-М; f меди 0,017 мкОм1м).

При электролизе разбавленных хромовых растворов на катоде протекают следующие реакции:

Cr,,of+14H +6eT52 Сг+7Н20 (1) OjHH- +Ae- -2Н20 . (2) Oj.-i-2H20+4e-40Н(3)

. 2Н- -2е- (4)

2Н20+2е- Н2Н20Н (5)

Из перечисленных реакций наиболее веро тными  вл ютс  (1), (4), (5), поскольку растворимость кислорода в сточных водах ограничена. Использование медного порошка в качестве пористого катода способствует смещению токового баланса в сторону протекани  целевой реакции (1). Как следует из уравнени  (1), в реакции восстановлений хрома участвуют ионы водорода Однако они могут расходоватьс  по уравнению (4) на выделение газообразного водорода. Катод из медного порошка снижает потребление протонов на побочный процесс и они расходуютс  в основном на протекание восста новлени  шестивалентного хрома. Это дает возможность проводить реакцию в слабокислой среде () с высоким выходом по току.

В процессе электрохимической обработки хромсодержащих стоков катод не уменьшаетс . Образующиес  ионы трёхвалентного хрома в -зависимости от значени  рН гидролизуютс  непосредственно в объеме катода, где они накапливаютс  в виде гидроксида хрома. В.зависимости от скорости протока- зона гидроксида смещаетс  вглубь катода. Медньгй пористый катод периодически промывают подкисленным или подщелоченным раствором дл  удалени  трехвалентного хрома, либо, работа  в режиме накоплени , утилизируют катодную массу в виде медьхромового катализатора.

Пример. Восстановление шестивалентного хрома в трехвалентный осуществл ют методом электрохимической обработки сточных вод в тлектролизере с прочным пористым медным катодом размером зерна 0,05-0,5 мм и нерастворимым свинцовым анодом. Концентради  исходного раствора 10, 50, 100 мг/л. В зависимости от произво .дительности установки удельную скорость протока выбирают 1,6-2 л/дм/ч

Направленг е фильтрации раствора от анода к катоду. На аппарат подают посто нное напр жение, обеспечивающее габаритную плотность тока на катоде в за вл емых пределах. После 2-х ч работы электролизера режим считают установившимс , отбирают пробу на хром на выходе. Полученные результаты представлены в таблице.

Как следует из таблиць удельный расход электроэнергии с понижением рН воды уменьшаетс . Выходы по току в случае медного катода остаютс  посто нными и завис т от плотности тока и удельной скорости протока, тогда как выходы по току на угле с ростом рН падают. Нижний за вл емы предел кислотности () обусловлен технологическш-ш параметрами хромсодержащих сточных вод, поступаклцих на очистку. Верхним пределом следует . считать , так как при больших значени х гидролиз трехвалентного хрома наступает непосредственно в активной зоне катода и выпадающий гидроксид хрома экранирует поверхность катода.

С увеличением плотности тока энергозатраты на восстановление шестивалентного хрома растут, а при токах , превышанлцих 0,3 А/дм , наблюдаетс  обильное газовьщеление на катоде. При плотност х тока, меньших 0,05 А/дм, нарушаетс  устойчивость катода и возрастают габарит;ные размеры оборудовани .

Таким образом, оптимальным интервалом плотности тока  вл етс  0,050 ,3 А/дм. Удельный расход электроэнергии на восстановление шестивалентного хрома по предлагаемому способу ,и 2-3 раз,- ниже, чем по известном .

Предлагаемый способ очистки сточных вод по сравнению с известными реагентными способами характеризуетс  практически безреагентной очисткой, не привод щей к засолению стоков; возможностью создани  малоотходного замкнутого производства за счет возврата очищенных стоков в технологию; компактностью и простотой технологического оформлени , его автоматизацией .

Экономический эффект от использовани  предлагаемого способа только за счет экономии хиютеатов составл ет 0,16 руб. на 1 м обрабатываемых кромеодержащих стоков.

cTi

СУ1

о

п

м

г

Claims (1)

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА, включающий электролиз их с использованием пористого катода и фильтрацию через катод в направлении от анода к катоду, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, используют катод, выполненный из порошка меди с размером частиц 0,05-0,50 мм, и электролиз ведут при катодной плотности тока 0,050,30 А/дм² и pH раствора 2-5.

   >

   1110754 1 ' кой ’скоростью фильтрации и предотвра1