Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Июня 2014 в 05:45, курсовая работа
Во многих случаях электрохимические способы являются экологически чистыми, исключающими «вторичное» загрязнение воды анионными и катионными остатками, характерными для реагентных способов. Кроме того, электрообработка при правильном сочетании ее с другими способами позволяет успешно очищать природные и сточные воды от примесей различного состава и дисперсности до уровня ПДК. Многие технические решения, положенные в основу разработок, являются ноу-хау. Степень очистки сточных вод от взвешенных веществ составляет более 99%, от других загрязнений — 90-97%. Электрохимическая технология является практически безотходной и обеспечивает глубокую очистку промышленных сточных вод от лимитирующих загрязнений, что позволяет использовать очищенные воды повторно.
Qрн = qуднКСenЭqw × 10–3,
где qудн — удельное потребление водорода, требуемое для извлечения единицы массы загрязнений, л/кг; К — понижающий коэффициент, который учитывает интенсификацию процесса агрегации газовых флокул при электролизе, К = 0,7–0,8; Сen — концентрация загрязнения в исходной воде, мг/л; Э — принятый в расчете эффект очистки, доли ед.; qw — удельное потребление воды, л/кг. Фактическое количество выделяемого водорода:
Qфн ~ 0,4Icur,
где Icur — cила электрического тока, А.
Эта зависимость получена путем преобразования формулы:
Если количество выделяющегося водорода оказывается недостаточным, то дополнительно предусматривается установка блока нерастворимых электродов, которые размещаются после блока для электрокоагуляции непосредственно в корпусе электрокоагулятора или камеры флотации. Дополнительный электродный блок рассчитывается на генерирование количества водорода:
ΔQн = Qрн – Qфн.
Концентрация загрязнений в воде определяется по формуле, мг/л:
Cp = Cen + ΔC,
где Сen — содержание грубодисперсных примесей в исходной воде, мг/л; ΔС — содержание в воде продуктов электрокоагуляции, мг/л:
ΔС = KмДм,
где Км — коэффициент пересчета содержания гидроокисей на твердую массу осадка согласно химическим реакциям гидратообразования. Для алюминия Км = 2,89, для трехвалентного железа — 1,91, для двухвалентного железа — 1,62.
8 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ УСТАНОВОК
Эксплуатационные работы включают: усреднение по расходам и качеству воды, поступающей в электрокоагулятор; корректировку качества воды (очистка от грубодисперсных примесей, корректировка рН и солевого состава); поддержание расчетного режима рециркуляции воды в контуре электрокоагулятора, если это предусмотрено схемой обработки; контроль значений и поддержание на нужном уровне электрических параметров — силы тока, напряжения; соблюдение режима переполюсовок электродов для депассивации и способа равномерного растворения всех электродов; очистку межэлектродного пространства от отложений и пены; удаление образующейся при электролизе пены; своевременную замену электродов; контроль за состоянием газовой среды и обеспечение эффективной работы системы вентиляции; правильное содержание сооружений для последующей очистки воды (отстойники, флотаторы, фильтры).
Продолжительность периода использования электродов (рабочего цикла) принимается в пределах 500–1000 ч:
где Gпл — масса электродных пластин, кг; Дм — доза металла, г/м3; Кисп — коэффициент использования электродов (обычно принимается 0,8–0,9).
Общая масса электродных пластин:
Gпл = 0,5αΣf (γ1d1 + γ2d2),
где Σf — суммарная площадь поверхностей анода и катода, м2; d1 и d2 — толщины пластин соответственно анодов и катодов, м; γ1 и γ2 — плотности материалов анодов и катодов, соответственно (железа — 7600, титана — 4500, алюминия — 2700, графитизированного угля и графита — 2100 кг/м3). Рекомендуемые параметры электрокоагуляторов: материал электродов — алюминий или железо; расстояние между вертикально устанавливаемыми пластинами электродов — 15–20 мм; электрическое напряжение на электродах — 6 В; плотность тока — 30/40 А/м2 для алюминиевых/стальных электродов; продолжительность пребывания воды в межэлектродном пространстве — 3–5 мин.; доза железа и алюминия составляет 15 и 7 г/м3.
Основными преимуществами электрокоагуляционного метода по сравнению с реагентными являются компактность установки, относительная простота ее эксплуатации и резкое сокращение расходов на химические реагенты. Наряду с электрокоагуляцией также происходит и бактерицидная обработка воды.
Недостатками является расход металла (алюминия и железа) и электроэнергии. Теоретически, для растворения 1 г железа и 1 г алюминия расходуется 3 и 12 Вт*ч, соответственно. Фактический же расход электроэнергии оказывается выше из-за затрат на нагревание воды, поляризацию электродов, преодоление электрического сопротивления оксидных пленок, образующихся на поверхности растворяемых анодов, и т.п.
Руководитель: Воробьева Сима Васильевна
Информация о работе Электрообработка в технологиях очистки воды