Процессы и аппараты защиты гидросферы. Ветошкин А.Г. - 108 стр.

      Высокую электропроводность и достаточную химическую стойкость электродов в
щелочных средах обеспечивают оксиды таких металлов, как медь, никель, кобальт, же-
лезо. Так, в процессах очистки воды часто используют магнетит FeO ⋅ Fe2O3 .
      К катодным материалам предъявляют менее жесткие требования в отношении их
коррозионной устойчивости, чем к анодным материалам. Выбор катодного материала
зависит от назначения и условий проведения очистки; основным показателем, служа-
щим для его выбора — является величина перенапряжения при выделении водорода.
      По величине перенапряжения электродные материалы разделяются на две груп-
пы: с низким (железо, никель и др.) и высоким (графит, цинк и др.) перенапряжением.
Для процессов очистки воды, в которых определяющую роль играет анодный процесс
(деструктивные методы), а катодный процесс в большинстве случаев имеет второсте-
пенное значение, в качестве катодного материала выбирают металлы из первой группы,
руководствуясь энергетическими затратами.
      Для процессов обработки воды, в которых катодная реакция обеспечивает удале-
ние загрязнителей (выделение металлов, перевод вещества в менее токсичное соедине-
ние и др.), целесообразно использовать электроды с высоким перенапряжением при
выделении водорода, что позволяет облегчить протекание таких реакций.
      При расчете электролизеров определяют полезный объем электролизера, поверх-
ность электродов и нагрузку по току, расход энергии на обработку воды. Для расчета
исходными данными являются: расход сточной воды, общее содержание минеральных
солей и загрязняющих компонентов в ней, время обработки воды. Объем электролизера
определяют из выражения
                                      V = Qt ,
                                 3
где Q — расход сточной воды, м /с; t — время обработки, с.
      Нагрузку по току находят ориентировочно из выражения
                                          qC 0 BT Q
                                      I=             ,
                                              t
где q — теоретическое количество электричества, необходимое для обезвреживания
или очистки загрязнителя и определяемое по закону Фарадея; C0 – начальная концен-
трация загрязнителя; BT — коэффициент полезного использования электроэнергии —
выход по току, доли единицы.
      Общая поверхность электродов
                                               V
                                          S=       ,
                                              2d
где d — расстояние между электродами, м.
      Часто из предварительных экспериментов известны коэффициент полезного ис-
пользования энергии BT (выход по току), а также оптимальные значения удельной си-
лы тока, приходящейся на единицу поверхности электрода (плотность тока). В этом
случае размеры электродов анода и катода могут быть определены из выражения
                                               I
                                          S= ,
                                               j
где I — общая нагрузка по току, А; j — плотность тока, А/м2.
      При извлечении металлов, а также в том случае, когда загрязняющий компонент
претерпевает изменения исключительно в результате электродной реакции и скорость



                                        108