Промышленные предприятия с каждым годом потребляют все большее количество воды для производства продукции. Для возврата ее в природные водоемы или использования в оборотном водоснабжении применяют много методов очистки сточных вод, выбирая в каждом конкретном случае самый эффективный комплекс мероприятий. Электрофлотация как метод очистки воды основан на перемещении примесей и загрязняющих веществ на поверхность жидкой фазы пузырьками газов, образующихся при протекании электролиза в водном растворе. Надежность метода, простое устройство электрофлотаторов и высокая степень удаления загрязнителей делают электрофлотацию одним из передовых способов очистки оборотных вод.

Сферы применения электрофлотации воды

Очистка воды электрохимическими методами электролиза и электрофлотации применяется тогда, когда необходимо получить особо чистую воду, и простые реагентные методы не справляются с задачей. Электрофлотация - это способ очистки воды, при котором мельчайшие пузырьки водорода и кислорода, образующиеся при электролизе воды на катоде и аноде соответственно, играют роль агентов, агрегирующих примеси вокруг себя и увлекающих их на поверхность водного раствора. Применяется электрофлотация для удаления из сточных и оборотных вод:

• ионов металлов;
• мелкодисперсных осадков гидроксидов железа, никеля, хрома;
• нерастворимых фосфатов;
• эмульгированных жиров и маслопродуктов;
• ПАВ, продуктов нефтепереработки;
• смолистых веществ;
• суспензий.

Метод электрофлотации применяется на пищевых производствах мяса и молока для очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений, может быть использована на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной отрасли промышленности.

Процесс электрофлотационной очистки воды

В процессе электрофлотации очистка промывных и сточных вод от взвешенных примесей проходит с помощью газовых пузырьков, выделяющихся при электролитическом распаде воды. На аноде выделяются мельчайшие пузырьки О₂, а на катоде - Н₂. Газы стремятся к поверхности и по пути флотируют из жидкости взвешенные частички. Если применять растворимый материал электродов, электрофлотацию дополняет электрокоагуляция и способствует повышению эффективности флотационного процесса.
Более высокая степень очистки электрофлотацией по сравнению с обычной флотацией достигается за счет минимального размера пузырьков газа (менее 100 мкм). Размер газовых пузырьков определяется составом и формой электродов, плотностью тока, температурой среды и другими условиями проведения реакции электрохимического разложения. Управляемый процесс электролиза позволяет задать распределение газовых пузырьков по размерам. Электролитическое диспергирование газа высокой степени позволяет использовать электрофлотаторы для очистки водных растворов от устойчивых коллоидных примесей.

Применение электрофлотаторов для очистки воды

Электрофлотатор - установка с патрубками для подачи исходного водного раствора и отвода очищенной воды, патрубком для удаления флотационной пены. Вода подается в приемную камеру, отделенную от основного резервуара перегородкой. В нижней части корпуса из полипропилена находятся анод и катод, которые могут располагаться в горизонтальной и вертикальной плоскости. Электроды изготавливают в виде пластин или проволочной сетки из растворимых (железо, медь, алюминий) или нерастворимых (титан) материалов. Модульные электрофлотаторы могут быть прямоточные и противоточные в зависимости от направления перемещения воды и флотирующих газов в них. Установки электрофлотации бывают однокамерные и многокамерные. Несколько камер электрофлотатора включают: успокоитель, электродную камеру, флотоотстойник.

Связь электрофлотации, электрокоагуляции и флотации

Главная отличительная черта электрофлотации - осуществление процесса очистки без добавления коагулирующих реагентов, высокая дисперсность газовых пузырьков (от 15 до 100 мкм). Тогда как при механической флотации средний диаметр пузырьков газа составляет 0,7 - 0,9 мм, в пневматических флотаторах - около 2 мм, при вакуумной и напорной флотации 0,15 - 0,45 мм. Такие нанопузырьки успешно справляются с удалением тонкодисперсных коллоидных загрязнений.

В электрофлотационных установках воду пропускают в поле между электродами, на поверхности которых образуются пузырьки кислорода и водорода. При использовании растворимого материала электродов электрофлотация сопровождается процессом электрокоагуляции, что повышает электрофлотационный эффект.

Выделение и удержание газовых пузырьков на поверхности частичек при электрофлотации происходит одновременно с коагуляцией под действием электрического поля, что отличает этот метод от электрокоагуляции. При электрохимической же коагуляции растворяющийся металл электрода выделяет ионы, образующие нерастворимые гидроксиды - главные коагулянты загрязнений. Пузырьки газов прилипают к уже сформировавшимся агломератам и ускоряют их всплывание на поверхность.

Электрофлотация - эффективный метод очистки воды

Использование метода электрофлотации при очистке промывных и сточных вод позволяет снизить концентрацию взвешенных примесей с 1000 до 10 мг/л, на 93 - 96 % уменьшается цветность воды. Недостатками электрофлотационного способа являются средняя производительность электрофлотаторов, выброс пузырьков водорода, затраты на покупку и обслуживание электродов, объемное образование флотационного шлама. Перспективность применения электрофлотации - в возможности существенно сократить время отстаивания и отделения осадка, которое в среднем составляет 3 - 6 часов.