Основными процессами на электродах при электролизе водных растворов являются: на катоде — выделение водорода, разряд металлических ионов с электрохимическим выделением (осаждением) металлов или восстановление веществ без выделения самостоятельной фазы, на аноде — выделение кислорода, галогенов, окисление веществ без выделения самостоятельной фазы или электролитическое растворение металла электрода.[ ...]
Рассмотрим некоторые примеры использования электрохимических процессов в системах водоподготовки и очистки сточных вод.[ ...]
Выделяющиеся на катоде пузырьки водорода способны транспортировать нерастворимые примеси из объема жидкости на ее поверхность: поднимаясь в потоке жидкости, они сталкиваются с нерастворимыми частицами, прилипают к ним и флотируют их на поверхность. Использование электролиза для получения газовых пузырьков находит применение при электрофлотационной очистке сточных вод от взвешенных, коллоидных и эмульгированных загрязнений, а также при пенной сепарации поверхностно-активных веществ.[ ...]
Катодные процессы могут быть также использованы для восстановления органических соединений по вышеуказанному механизму. В ряде случаев катодное восстановление органического вещества состоит из двух последовательных стадий [5]: разряда ионов водорода с образованием атомарного водорода и химического восстановления органического соединения атомарным водородом. Часто в электрохимической реакции на катоде участвуют непосредственно молекулы органического вещества, превращаясь в органические анионы 1? + е Н . При этом второй стадией процесса будет нейтрализация аниона с образованием продукта гидрирования К-+Н+->-КН. Возможно также одновременное участие в разряде иона водорода и молекулы органического вещества И + -ЬН++е—>-1Ш. Использование процесса катодного восстановления органических примесей в технологии водоочистки целесообразно в том случае, когда прямое анодное окисление этих примесей требует больших затрат электроэнергии, а образующиеся катодные продукты восстановления нетоксичны (или малотоксичны) или легко подвергаются дальнейшей окислительной деструкции [33, 45]. Примером такого процесса служит электрохимическая очистка сточных вод от органических нитросоединений (нитробензола, нитротолуола и т. п.) [33], которую проводят в электролизере с инертной диафрагмой. При этом сточную воду предварительно пропускают через катодную камеру, где происходит электрохимическое восстановление нитросоединений до аминосоединений, а затем обрабатывают в анодной камере для окисления полученных аминов до нетоксичных продуктов.[ ...]
Все многообразие анодных реакций можно разделить на два процесса, происходящих на нерастворимых и растворимых анодах.[ ...]
Типичными процессами на анодах из материалов, не подвергающихся электрохимическому растворению, в зависимости от солевого состава раствора и условий электролиза являются процессы выделения кислорода и хлора. Возможно также образование перекиси водорода, озона и других соединений. Получающиеся при этом анодные продукты являются сильными окислителями, обладающими особенно большим запасом химической энергии в момент их образования, поэтому они широко используются для обеззараживания и очистки природных и сточных вод от органических загрязнений.[ ...]
Электролиз растворов поваренной соли или естественных хло-ридных растворов — подземных минерализованных вод и морской воды — используется для получения гипохлорита натрия как высокоэффективного дезинфектанта.[ ...]
Основное значение в процессах электрохимической очистки сточных вод с использованием нерастворимых электродов имеют процессы анодного окисления органических примесей, многие из которых могут подвергаться глубокому деструктивному распаду вплоть до образования углекислого газа, воды, азота, аммиака и других газообразных продуктов. В некоторых случаях анодное окисление органических и неорганических соединений приводит к образованию нетоксичных и малотоксичных продуктов.[ ...]
При использовании анодов из железа, алюминия, меди, цинка и других металлов происходит их электролитическое растворение с переходом в раствор ионов этих металлов, которые затем при гидролизе образуют нерастворимые гидроксиды. Свежеобразованные гидроксиды обладают повышенной адсорбционной активностью к коллоидным и взвешенным частицам. Этот процесс, называемый в общем случае электрокоагуляцией, широко используется при очистке воды От нерастворимых примесей, эмульгированных, а иногда и растворенных соединений, способных сорбироваться на хлопьях электрогенерированных коагулянтов (гидроксидов металлов).[ ...]
Вернуться к оглавлению