Технологии водоочистки

Раздел 2. Основные технологии очистки сточных и природных вод • В щелочной среде концентрация ионов водорода очень незначи­ тельна и разряд на катоде будет происходить непосредственно из молекул воды: 2Н2О + е ^ Нг + 20Н . (2.92) Эффективность очистки сточных вод электрохимическими мето­ дами зависит от величины перенапряжения восстановления водорода на различных металлах, которые условно можно разделить на металлы с вы­ соким водородным (Hg, Pb, Cd, Zn), средним (Си, Ag, Fe, Ni, Co, Pd) и низким (Pt, Ru) перенапряжениями. Чем выше перенапряжение выделе­ ния водорода, тем эффективнее и менее энергозатратен процесс разряда ионов металла и, наоборот, хуже будет электрофлотация при флотацион­ ной очистке, так как минимизирована интенсивность выделения водорода. Присутствие в электролитах анионоактивных ПАВ увеличивает концентрацию ионов и соответственно восстановленного молекуляр­ ного водорода. Разряд ионов водорода и ионов металла на катоде - как правило, два взаимосвязанных и конкурирующих электрохимических процесса. Выделяющийся водород влияет и на кинетику восстановления ионов ме­ талла, и на свойства катодного осадка, так как установлено, что водород входит в состав осадков железа, кобальта, никеля. Присутствие водорода является одной из основных причин деформации кристаллической ре­ шетки восстанавливаемого металла, появления хрупкости и внутренних напряжений. Предполагается, что водород тормозит катодный процесс выделения металла за счет создания поверхностной пленки на катоде или образования гидридов металлов. Катодное восстановление металлов приме11яется обычно для осаж­ дения так называемых тяжелых металлов: РЬ^ , Hg^^, Cu^ , Cr^^ и др. Эффективность выделения металлов на аноде определяется и при­ родой разряжаемого металла: для некоторых металлов (Hg, Ag, Pb, Cd, Sn) перенапряжение составляет тысячные доли вольта; для Bi, Си, Zn - сотые доли; наибольшее перенапряжение - несколько десятых вольта ха­ рактерно для Со Fe Ni. На перенапряжение влияет и природа аниона соли. Так, в ряду Р04^" > N0^" > СЮ"^" > СГ > Г перенапряжение уменьшается. Процесс электровосстановления (как и процесс электроокисления) зависит от параметров режима электролиза; строения, концентрации 193