Электрохимическая деструкция

Для очистки сточной воды от органических примесей применяют аппараты электрохимической деструкции, гидродинамические закономерности движения жидкости в которых адекватно описывают типовые модели идеального вытеснения. [c.234]

В настоящее время не и.меется опыта применения электрохимической деструкции для глубокой очистки нефтесодержащих сточных вод, однако она заслуживает серьезного внимания и изучения на предприятиях хранения и транспорта нефтепродуктов. [c.207]

В настоящее время метод электрохимической деструкции (окисления) получил широкое признание специалистов как у нас в стране, так и за рубежом [42, 104]. Значительные успехи в области теоретических проработок и в конструктивном оформлении аппаратов, а также появление новых, дешевых и коррозионноустойчивых электродных материалов существенно расширили сферы применения этой технологии. Достаточно высокая эффективность очистки сточных вод, надежность и быстрый вывод установок на рабочий режим эксплуатации, отсутствие осадков и ряд других позитивных факторов стимулируют дальнейшие исследования по совершенствованию этой прогрессивной технологии как в плане теоретического, так и прикладного характера. [c.83]

Сущность метода электрохимической деструкции заключается в обработке сточной жидкости в аппарате с нерастворимыми в условиях анодной поляризации электродами. Для успешного осуществления электролиза необходимо наличие в воде хлорид-ионов, соответствующий подбор анодного материала и определенные режимные параметры обработки. Глубина минерализации органических загрязнений при этом определяется как электродными редокс-ироцессами (катодное восстановление и анодное окисление), так и объемными реакциями под воздействием продуктов электролиза [104]. Остановимся более подробно на вкладе каждого из указанных факторов, приводящих к глубокой деструкции органических загрязнений. [c.84]

В большинстве случаев анодные процессы окисления способствуют некоторой дестабилизации, т. е. потере химической устойчивости органических веществ, что значительно облегчает протекание объемных процессов под воздействием продуктов электролиза. Так, процесс электрохимической деструкции органических загрязнений значительно интенсифицируется при наличии в обрабатываемом стоке ионов С1 вследствие образования при электролизе активного хлора, содержащего хлор и продукты его гидролиза, являющиеся сильными окислителями. Типичными 86 [c.86]

Подводя итог обсуждаемым здесь некоторым теоретическим аспектам метода электрохимической деструкции, отметим, что процесс окисления органических загрязнений зависит от очень многих факторов, таких, как материал электродов, параметры электролиза, химическое строение веществ, возможность их адсорбции на электродах, присутствие посторонних примесей. Эти зависимости необходимо выявлять экспериментально и учитывать при технологической оптимизации процесса очистки сточных вод от индивидуальных компонентов. [c.89]

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ КРАСИТЕЛЕЙ [c.89]

В процессах электрохимической деструкции высокое перенапряжение выделения водорода сказывается на увеличении непроизводительно расходуемой электроэнергии. Казалось бы, что в качестве материала катода наиболее пригодны металлы с низким перенапряжением (Р1, Ки), однако в силу экономических факторов наилучшим для этих целей оказывается катод из железа. Хотя он и имеет несколько большее перенапряжение выделения водорода, однако незначительно увеличивает расход электроэнергии. Наибольшее распространение в технологии электрохимической деструкции получили катоды из дешевой конструкционной стали — Ст.З. [c.89]

Влияние сопутствующих красителям органических примесей в основном связано с их способностью взаимодействовать с соединениями хлора. Такие вещества, как фенол, бензол, этиловый спирт, достаточно хорошо окисляемые активным хлором, увеличивают расход электроэнергии на обесцвечивание и непосредственное окисление красителей. Другие же соединения, например уксусная кислота, практически не влияют на процесс электролиза, так как не подвергаются окислительной деструкции активным хлором. Отрицательное влияние различных органических соединений на процесс электрохимической деструкции может быть связано с возможностью их адсорбции на поверхности анода и, как следствие, с затруднением разряда хлорид-ионов [c.99]

Влияние pH среды на процесс электрохимической деструкции связано с соотношением содержания активного хлора в формах НСЮ, СЮ- или СЬ (см. рис. 3.8), обладающих различными окислительно-восстановительными потенциалами. По своей окислительной способности указанные соединения хлора в соответствии с редокс-потенциал а ми располагаются в следующий ряд НСЮ > СЬ > СЮ- [66]. [c.102]

Таким образом, при электрохимической деструкции органических загрязнений необходимо стремиться к ведению процесса очистки сточных вод в среде, близкой к нейтральной, [c.103]

Рассмотренные особенности электрохимической деструкции органических красителей позволяют отнести происходящие реакции к типу гетерогенно-гомогенных, лимитируемых химическими превращениями в растворе, которые, в свою очередь, определяются разрядом ионов С1- на аноде и закономерностями электрохимического синтеза активного хлора из разбавленных растворов хлоридов. [c.109]

В технологии очистки сточных вод для реализации метода электрохимической деструкции широкое распространение получили однопоточные многоячеечные аппараты щелевого типа с плоскопараллельными электродами. Движение жидкости в таком электрореакторе осуществляется в узком (стесненном) пространстве между электродами, в основном в горизонтальной плоскости, при изменении направления потока жидкости из одной электролитической ячейки в другую на 180°. [c.110]

Рис. 3.17. Аппарат электрохимической деструкции красителей

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ [c.112]

Таким образом, гидродинамические закономерности движения жидкости в используемых на практике аппаратах для электрохимической деструкции органических загрязнений адекватно описываются типовыми моделями идеального вытеснения. Оптимальными, с точки зрения гидродинамики, являются плотности анодного тока 50—200 А/м , при которых продольная и радиальная диффузия не оказывает существенного влияния и ими при работе аппаратов можно пренебречь. Режим движения воды в промышленных электролизерах соответствует ламинарному течению жидкости. [c.115]

Для химических реакций, протекающих в потоке жидкости в аппаратах с гидродинамической структурой, соответствующей модели идеального вытеснения, время, необходимое для достижения заданной степени превращения, полностью соответствует времени, определяемому при рещении известных уравнений классической химической кинетики. Такие системы, как отмечает В. В. Кафаров [33], являются сегрегированными, т. е. находятся на макроуровне. Поэтому кинетика процессов электрохимической деструкции органических загрязнений в аппаратах идеального вытеснения, к которым относятся промышленные [c.115]

ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ [c.122]

При установлении химизма процесса электрохимической деструкции органических соединений важным вопросом является выявление и идентификация продуктов их превращений, что необходимо также и для токсикологической оценки качества очищенных сточных вод. [c.122]

Резюмируя в целом обсуждаемые в настоящем разделе экспериментальные данные, отметим следующее. Разрушение органических примесей при электрохимическом обесцвечивании окрашенных сточных вод на нерастворимых электродах в присутствии ионов С1 происходит до образования диоксида углерода, азота, воды и других простых веществ или низкомолекулярных продуктов окисления, мягких к дальнейшей биохимической деградации. Для доочистки сточных вод от остаточных продуктов электрохимической деструкции можно применять биоокисление. [c.132]

Метод электрохимической деструкции находит применение и для очистки сточных вод предприятий бытовой химии. Так, на Лужском химическом заводе уже в течение 9 лет успешно эксплуатируется промышленная установка электрохимического обезвреживания сточных вод производства чернил и цветной туши, принципиальная схема которой представлена на рис. 3.30. Сточные воды поступают в два подземных резервуара-усреднителя 1 объемом 20 м каждый, откуда насосом 2 подаются в расходный бак 3. Из расходного бака они могут отводиться по двум линиям по перепускной, минуя электролизер 7, непосредственно в контактный резервуар 9 для возможности использования окислительной способности остаточного активного хлора, или в смеситель барботажного типа 6 объемом 0,8 м , куда автоматически [c.133]

Кроме того, представленная здесь технология изготовления анодов ОКТА проста, не требует сложного оборудования и может быть легко осуществима на любом предприятии. Указанные обстоятельства позволяют также считать очевидную перспективность этих электродов для процессов электрохимической деструкции органических загрязнений. [c.136]

Кроме того, современная трактовка механизма глубокого окисления органических веществ в растворах кислородных соединений хлора основана на теории, согласно которой эти вещества реагируют с кислородом, предварительно переведенным в активированное состояние в результате разложения активного хлора [78, 91]. С этих позиций и обосновывается целесообразность использования в технологии электрохимической деструкции органических загрязнений катализаторов разложения остаточного активного хлора на ионы С] и атомарный кислород, обладающий еще более высокой реакционной способностью, нежели активный хлор. [c.139]

Процесс электрохимической деструкции с каталитическим окислением органических примесей осуществляют на практике двумя способами введением в электродное пространство вместе с потоком жидкости подвижного гомогенного или гранулированного неподвижного гетерогенного катализатора, а также путем введения катализатора в поток жидкости после электролиза в специальном реакторе. [c.140]

Рис. 4.14. Кинетические кривые окисления продуктов электрохимической деструкции красителей с исходной их концентрацией 300 мг/л на пиролюзите (а) и оксиде никеля (ff)

Разложение активного хлора в динамических условиях на пиролюзите и на оксиде никеля в растворах, содержащих продукты электрохимической деструкции красителей, как и в случае чистых растворов активного хлора, подчиняется кинетическому уравнению 1-го по- [c.159]

При применении процесса электрохимической деструкции для очистки различных категорий промышленных сточных вод необходимо детальное изучение механизма и кинетических закономерностей окисления присутствующих органических загрязнений с идентификацией остаточных продуктов электролиза и их токсикологической оценкой. Существенным резервом достижения более глубокой степени минерализации сложных органических примесей является совмещение процессов электрохимической деструкции и гетерогенного катализа. Комбинированный способ электрокаталитической деструкции позволяет не только полнее использовать окислительные свойства электрогенерированных агентов, но и создавать благоприятные предпосылки для разработки безотходных технологий в замкнутых циклах водоснабжения предприятий. [c.188]

Изучение механизма электросорбции и электрохимической деструкции органических молекул на углеродных материалах из водных и водноорганических сред. [c.4]

Оптимизация условия электросорбции и электрохимической деструкции для эффективного концентрирования и разделения органических веществ и продуктов их электрохимического превращения. [c.4]

Не меньший интерес представляет метод получения ИДА электрохимической деструкцией НТА. Изучено электрохимическое поведение нитрилтриуксусной кислоты в кислых средах с использованием платинового катода [6]. В качестве анода наиболее приемлемым является стеклоуглерод СУ-2000. В хлороводородной кислоте различной концентрации при варьировании плотности тока в широком диапазоне (0,01—0,1 А/см ) НТА подвергается деструкции не более чем на 10%, в то время как в серной кислоте—на 75%. С увеличением молярного отношения H2SO4 НТА до 2,5 степень превращения НТА в иминоди-уксусную возрастает до 75% и одновременно уменьшается количество побочных продуктов до 5% образовавшаяся иминодиуксусная кислота в условиях реакции не претерпевает дальнейших превращений. [c.55]

В последние годы получили развитие работы в области применения полярографического метода для изучения электрохимических превращений полимеров, в том числе для изучения электрохимической деструкции полимерных молекул. Отметим некоторые из этих работ. Кузнецов с сотр. [314] исследовали особенности электрохимических реакций полимерных четвертичных солей, восстановление которых протекает с участием пиридиниевых катионов. В работах Барабанова и сотр. [315, с. 46] представлены данные по изучению восстановления поли-Ы-этил-2-метил-5-винилпиридинийбромида и сополимера 2-ме-тил-5-винилпиридина с метилметакрилатом методами циклической вольтамперометрии. Наблюдающиеся на поляризационных кривых два пика авторы связывают с различным энергетическим состоянием отдельных восстанавливающихся звеньев адсорбированных макромолекул. Этими же авторами исследованы и другие полимерные системы. [c.205]

В нашей стране исследования по разработке технологии электрохимической деструкции применительно к очистке сточных вод красильно-отделочных производств и предприятий бытовой химии проводятся в ЛИСИ, а применительно к обесцвечиванию стоков анилинокрасочных предприятий — в ВОДГЕО и НИИОПИКе, результаты которых нашли широкое отражение в опубликованных трудах сотрудников этих институтов. [c.83]

Обзор работ ЛИСИ, представленный в работах [48, 104], подтверждает возможность применения анодов ОРТА для очистки сточных вод методом электрохимической деструкции. Поляризационные кривые, снятые на ОРТА в растворах с низкой концентрацией ионов С1- (до 5 г/л по Na l) в интервале характерных для очистки сточных вод плотностей тока i от ЫО- до 5-102 А/м , имеют в координатах ф — Igi угол наклона, равный 40—45 мВ (рис. 3.3). Это свидетельствует о преимущественном выделении хлора на аноде, так как наклон поляризационных кривых, отвечающих процессу выделения хлора, составляет 30—35 мВ [100]. В присутствии органических веществ сдвиг поляризационной кривой в сторону положительных потенциалов, измеренных относительно насыщенного каломельного электрода (н. к. э.), и увеличение угла ее наклона объясняется торможением разряда хлорид-ионов вследствие участия органических веществ в анодном процессе. [c.91]

При электрохимической деструкции органических загрязнений основным окислительным агентом, как показано ранее, является генерируемый в объеме обрабатываемой жидкости активный хлор, на выход которого, помимо режимных параметров электролиза, существенным образом влияет, естественно, концентрация хлорид-ионов. В ряде случаев при недостаточном их содержании в исходную сточную жидкость дозируют раствор Na l. Поэтому определение оптимальной концентрации [c.95]

Таким образом, при реализации метода электрохимической деструкции красителей с добавлением в обрабатываемую воду Na l с целью рационального ведения процесса очистки сточных вод, с точки зрения технико-экономических показателей и высокой технологической эффективности, не следует стремиться к накоплению активного хлора более 0,5 г/л, так как это приводит к снижению В и увеличению затрат на очистку. Оптимальной дозой поваренной соли является концентрация 2 г/л или 1,2 г/л по хлорид-иону, а электролиз следует вести при параметрах, обеспечивающих 12—17 % разложения Na l, что соответствует минимальным эксплуатационным затратам. [c.100]

При использовании для процессов электрохимической деструкции регенерационных растворов или растворов Na l необходимо учитывать наличие ионов С1 во многих категориях окрашенных стоков (см. табл. 1.1) и дозировать хлоридсодержащие реагенты, исходя из содержания хлоридов в обрабатываемой воде до оптимальной их концентрации 1,2 г/л. [c.101]

Плотность тока не влияет на превращения в объеме электролита, а является характеристикой процессов на границе электрод — раствор. Влияние i и Дт на процесс электрохимической деструкции органических примесей так же, как и на электрохимические процессы превращения примесей в объеме обрабатываемой жидкости, следует определить при Am = onst с целью получения достоверных результатов. Для установления оптимальных режимов электрообработки при сохранении концентрации электрохимически генерируемого активного хлора в жидкости необходимо изменять Дт путем варьирования плотности тока и продолжительности электролиза. [c.105]

Выяснению природы продуктов, образующихся при обесцвечивании сточных вод, посвящен ряд работ [25, 39, 74], проведенных с целью подтверждения имеющихся представлений о сущности электрохимической деструкции органических красителей. В работе [25] в качестве объекта исследований выбран раствор, содержащий продукты деструкции красителя конго красного, прошедщего обработку в бездиафрагменном электролизере (аноды — ОРТА, катоды — Ст.З) при следующих параметрах и = 200 А/м < / = 8 В / = 10 -f- 15 мин Сс - = 3 г/л Скр = 400 мг/л. [c.122]

В связи с тем, что продукты электрохимической деструкции красителя конго красного представляют собой сложную многокомпонентную систему, определить структурную схему проте-каяия этого процесса не удалось. Однако проведенные исследования позволили выявить принципиальную возможность глубокой и необратимой деструкции органических красителей в процессе электрохимического обесцвечивания сточных вод, что убедительно подтверждено в работе [39]. В этой работе с использованием хроматографии, УФ-спектроскопии, полярографии, количественного элементарного анализа и анализа газов, выделяющихся при электролизе, идентифицированы продукты деструкции красителей кислотного ярко-оранжевого Ж (КЖ) и кислотного синего 2К (КС-2К). На основании хроматографических исследований на пластинках из силуфола установлено, что в обработанных электролизом растворах при указанных выше параметрах обесцвечивания присутствует незначительное количество ароматических соединений. [c.124]

Токсикологическая оценка продуктов, образующихся непосредственно после электрохимической деструкции органических загрязнений сточных вод красильно-отделочного производства, изучена в условиях работы опытно-промышленной установки на комбинате тонких и технических сукон имени Э. Тельмана при биохимической доочистке стоков [42]. Постановка вопроса о возможности применения биохимического метода доочистки и его решение проведены по методике М. М. Кала-биной. [c.131]

Рве. 4.5. Кинетика окисления по ХПК продуктов электрохимической деструкции красителя КЯСА (а) и насыщения кислородом раствора ((Г) при обработке на катализаторах I (О). I (X)—СоаО , при дозе соответственно 20 и 10 г/л 2 ( )—пиролюзит [c.149]

Возможность глубоких превращений продуктов электрохимической деструкции органических красителей под воздействием активированного атомарного кислорода подтверждена снятием УФ-спектров поглощения растворов Н-кислоты при обработке активным хлором в присутствии катализаторов (рис. 4.8). Ход спектрофотометрическпх кривых на С03О4 практически полностью дублирует ход кривой исходного раствора, что указывает на отсутствие протекания каких-либо превращений при обработке Н-кислоты на этом катализаторе. Следовательно, образующийся в данном случае атомарный кислород, вследствие огромной скорости разложения активного хлора (см. рис. 4.3), не успевает вступать в окислительные реакции с органическими веществами и происходит его рекомбинация до малоактивного молекулярного кислорода, [c.150]

Процесс окисления продуктов электрохимической деструкции органических красителей в реакторе с ернистым катализатором, как и в случае обработки сточных вод в электролизере, подчиняется кинетическому уравнению 2-го порядка, т. е. наблюдается монотонное убывание концентрации загрязнений с увеличением продолжительности контакта жидкости с катализатором, описываемое линейной зависимостью в координатах [c.157]

Рис. 4.15. Зависимость константы скорости каталитического окисления продуктов электрохимической деструкции красителей от начального ХПК (Сз) на пиролюзите (/) и оксиде никеля (2) и их полулогарифмические аноморфозы Г и 2 )

Эффективность метода электрохимической деструкции существенно повышается при использовании окислительной способности остаточного активного хлора путем последующего каталитического его разложения на оксидах металлов, которые по своей активности в этом процессе располагаются в следующий ряд С03О4 > Пиролюзит > NiO. Разложение активного хлора в присутствии катализаторов протекает по взаимноконкурирую-щим реакциям генерирования атомарного или молекулярного кислорода, причем образование кислорода той или иной формы определяется главным образом активностью катализатора, соответствующий подбор которого позволяет целенаправленно организовать процесс окисления органических веществ. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология