Экологическая безопасность при обработке конструкций кондиционеров (стр. 7 из 11)
На установках периодического действия иногда хромсодержащие сточные водынейтрализуют отдельно от сточных вод других видов. Для нейтрализации обычноиспользуют известковое молоко, в более редких случаях - соду и едкий натрий.Оптимальная величина рН для осаждения Сr(ОН)3составляет 8,5-9, при выходе за эти пределы растворимость Сг(ОН)з увеличиваетсяи, как следствие, ухудшается полнота извлечения гидроокиси хрома из сточныхвод. При рН >12 амфотерная гидроокись Сг3+ в избытке щелочи образуетрастворимые хромиты:
Сr(ОН)3 + ЗNаОН →Nа3[Сr(ОН)6],
или
Сr(ОН)3 + 3ОН-→[Сr(ОН)6]3-.
Принципиальная схема очистки хромсодержащих сточныхвод с начальной концентрацией ионов хрома (VI) до 600 мг/л реагентным методомпредставлена на рисунке.
Принципиальная схема очисткихромсодержащих сточных вод реагентным методом: 1 - реактор-накопитель хромовыхстоков,
2 -дозатор кислоты, 3 - дозатор восстановителя, 4 - дозаторщелочи,
5 - реактор-нейтрализатор, 6 - отстойник, 7 - механическийфильтр.[26]
ВЫВОД.
Вышеуказанные способы реагентной очистки позволяют извлекать ионы тяжелыхметаллов, в частности, хрома. Вместе с тем имеется ряд причин, не позволяющихэффективно использовать реагентный метод:
· низкий уровеньавтоматизации;
· недостаточноевремя пребывания сточной воды в отстойнике из-за большого объема стоков ипревышения проектной мощности очистных сооружений;
· невысокоезначение степени очистки.
Кроме того, для реагентного осаждения существенным недостатком являетсябольшой расход реагентов.
Метод, применяемый на предприятиях в целях очистки сточных и промывныхвод, позволяющий эффективно извлекать ионы тяжелых металлов в виде гидроксидови оксидов является электрофлотацией с нерастворенными анодами. Являясь по своейфизической сущности электрохимическим и гидромеханическим процессом,электрофлотация выгодно отличается от традиционных методов благодаря высокойэффективности и простоте аппаратурно-технологического процесса. Например,процесс разделения ускоряется по сравнению с методом отстаивания в 5-10раз.
Электрофлотационный способ очистки гораздо дешевле реагентного, т.к.реактивы дорогие. Финансовые затраты требуются только на потреблениеэлектричества. Так же он протекает намного быстрее отстаивания. Имеет болеевысокую степень очистки. Так как при флотации в жидкости происходят рядпроцессов: растворение воздуха, прикрепление воздушных пузырьков к частицамвзвеси и всплывание их на поверхность с образованием пены.
Не требует механических фильтров идальнейшей обработки. Занимает гораздо меньше полезной площади. Имеет меньшееколичество стадий очистки. Способен извлекать одновременно сразу всезагрязняющие вещества.
экспериментальная часть.
Цель:
1. Разработказамкнутой системы водообеспечения и водооборота при очистке от Сr3+.
2. Определениевозможности использования электрофлотатора для разделения осадка хрома впромывных водах гальванического цеха.
3. Исследованиевлияния, присутствующих в водах компонентов, органических и неорганических, наанодный и катодный процессы генерации флотирующего агента на окисно-рутениевомтитановом аноде и катоде из нержавеющей стали.
Задача исследования:
1. Определениевоздействия присутствующих в сточной воде компонентов на вольт-амперныехарактеристики катодных и анодных процессов.
2. Оценка величиныполяризации электродных материалов при рабочих плотностях тока вэлектрофлотаторе.
Эти исследования выполняются методомвольт-амперных характеристик (потенциодинамическим методом).
Для снятия кривых используетсяпотенциостат П-54.
Исследования проводятся на 3х электродной схеме. Скорость заданияпотенциала 5mВ/с В(стационарная кривая) .
Исследуются компоненты, которые характерны для данного производства, ивозможно их появление в высоких концентрациях.
Описание установки.
Потенциостат П-5848 состоит изчетырех функционально связанных блоков, работающих совместно сэлектрохимической ячейкой, КСП и миллиамперметром.
БП-1-25 – блок питания – обеспечивает необходимымипостоянными и переменными напряжениями блоки БНЗ и БУ. На панели этого блокарасположен тумблер «Сеть» и кнопка включения «60 – А и Б».
БУ – блок усиления
1. Переключатель
| Ячейка откл. | / | Ячейка вкл. | - | в положении ячейка откл. |
2. Переключатель -«род работы» - «потенциал-ток» - указывает на режим работы.
3. Тумблеры mА1, mА2с соответствующимиклеммами для подключения внешнего миллиамперметра: включен – верхнее положение
отключен – нижнее положение
4. переключатель «+ - » используется для перемены полюсности в случае отклонения стрелки внешнегомиллиамперметра влево.
5. Переключатели«диапазон тока, mА»и «множитель тока, mА/V» используются в зависимости отвыбора режима работы.
БЗН – блок задающихнапряжений
Левая сторона панели БНЗ – система развертки.
| Тумблеры | Уст.0 | Используются при работе в режимах потенциодинамическом и гальванодинамическом с регистрацией на КСП |
| - | ||
| 0 | ||
| Подъем | ||
| Сброс |
По шкале mА на блоке БЗН наблюдают разверткутока.
Переключатели «множитель скорости» и«амплитуда» используются при расчете скорости развертки.
На правой стороне панели БНЗ
Переключатель U1 (U2)с соответствующими задатчиками диапазонов напряжения (1V; 0,1V; mV), с помощьюкоторых выставляются значения начальных и конечных задающих напряжений.
Обратить внимание на положениетумблеров “+ -”, расположенных около задатчиков напряжений U1 (U2),которые указывают на знак рабочего электрода.
БВВ – блок высокоомного вольтметра
1. Тумблер «Сеть»
2. Переключатель U3 Uраб.Uвн - вположении Uраб.
3. Переключатель “+0 -” – показывает на полюсность рабочего электрода
4. mА – по шкале mА наблюдают величину, знак иразвертку потенциала
5. крайний правыйпереключатель – положение этого переключателя указывает на выбранную шкалуприбора.
6. Переключатели 1V и 0,1V не используются и находятся в положении “0”.
На правой боковой панели потенциостата находятся:
1. Тумблер«потенциал-ток» - указывает на режим работы
2. Клеммы дляподключения ячейки к потенциостату
Схема подключения ячейки кпотенциостату.
1. БП-1-25 – блокпитания
2. БУ – блокусиления
3. БЗН – блокзадающих напряжений
4. БВВ – блоквысокоомного вольтметра
5. КСП –контрольно-самопишущий потенциометр.
6. Ячейка
исследуемыевещества.
В работе исследовали растворы, содержащие веретенное масло, ПАВ «Брулин»,скипидар, K2Cr2O7. Так же исследовали нержавеющуюсталь в качестве катода и ОРТА.
Окисно-рутениевыйтитановый анод (ОРТА)
Окисно-рутениевые титановые аноды получили широкое распространение впромышленности. Роль инертной основы в них играет титан, а активное покрытиесостоит из смеси оксидов рутения и титана. Оксид рутения, входящий в составкомпозиции, обладает металлической проводимостью и достаточно высокойэлектрохимической активностью Оксид титана полупроводник n-типа, обладающий высокойкоррозионной стойкостью. Свойства ОРТА зависят от соотношения оксидов рутения ититана в смеси. Оптимальным с точки зрения электрохимических и электрофизическихсвойств признано соотношение RuO2:ТiO2 и равное 30:70 мол.%. Изменение содержания RuO2 в активном слое приводит к изменениюпотенциала ОРТА, что связано с ростом омического сопротивления активного слоя,а изменение сопротивления на границе между титаном и активным слоем суменьшением содержания RuO2 в активной массе.
ОРТА обычно получают путем термической обработки смеси хлоридов рутения ититана, нанесенной на титановую основу. Операцию повторяют многократно, получаяпокрытие необходимой толщины. Можно получать ОРТА путем гальваническогоосаждения рутения на основу с последующей пропиткой пористого покрытия солямититана и термической обработкой при температуре 580-600°С. Пленка, полученнаятаким образом представляет собой метастабильные дефектные с неполной степеньюкристалличности твердые растворы состава RuхТi1-хО2.
Перенос носителей заряда в пленках является электронным процессом,обеспечивающим высокие скорости анодной реакции. ОРТА имеет критическийпотенциал для электролиза водных растворов хлорида, равный 1,45-1,5 В, вышекоторого происходит окисление RuO2 до RuO4, сопровождающиеся разрушением композиционной пленки.Потенциал ОРТА при высоких плотностях тока возрастает вследствие окисления нетолько активной компоненты композиции, но и титановой основы, которая награнице с активным слоем, покрывается смесью оксидов, обладающих запорнымисвойствами.
В некоторых случаях критических потенциал сдвинут в сторону более чем 1,5В положительных значений.