Процессы и аппараты защиты гидросферы. Ветошкин А.Г. - 109 стр.

процесса лимитируется доставкой разряжающихся частиц к электроду, поверхность
электрода можно определить из выражения
                                      m ⎛C ⎞
                                 S к = υ ln⎜⎜ н ⎟⎟ ,
                                      K m ⎝ Ск ⎠
где mυ — объемная скорость движения воды через аппарат, м3/с; K m — коэффициент
                                D
массопередачи, равный отношению   , м/с; С н — начальная концентрация металлов;
                                   δ
С к — конечная концентрация металлов на выходе из аппарата; D – коэффициент диф-
фузии, м2/с; δ — толщина диффузионного слоя, м.
     Расход энергии на электрохимическую обработку является основной величиной,
определяющей эксплуатационные затраты на установки и их конкурентоспособность.
Расход энергии W обычно относят к 1 м3 очищаемой воды или (при утилизации цен-
ных компонентов) к единице массы извлеченного вещества. Величина W определяется
напряжением на электродах, расстоянием между ними, удельным сопротивлением и
другими характеристиками обрабатываемой воды.
     Рассмотрим вклад каждой из перечисленных составляющих в расход электро-
энергии. Величину W можно выразить как
                                            Q
                                       W = эл ,
                                            U эл
где Qэл — количество электричества, затраченное на обработку 1 м3 воды; U эл — на-
пряжение на электролизере.
     Необходимое для обработки воды количество электричества зависит от содержа-
ния загрязнителя и вида электрохимической очистки. В процессах электрохимического
окисления его удается оценить, если предположить, что для осуществления анодной
деструкции до необходимой степени окисления органических соединений достаточно
получить в результате электродной реакции количество кислорода, равное величине
ХПК; тогда значение Qэл определяется из выражения (в А.ч/м3)
                                             ХПК
                               Q эл = 26,8              .
                                           BT ⋅ 8 ⋅10 5
     Приближенность такого определения заключается в допущении, что как при хи-
мическом окислении (определение ХПК), так и при электрохимической деструкции
окисление идет до одинаковой глубины, а также одинаковы состав и количество про-
дуктов, уносимых с газовой фазой.
     Если известна анодная реакция и присутствует один токсичный компонент, на-
пример в случае окисления в сточных водах цианид-ионов.
                            CN − + 2OH − → CHO − + H 2O + 2e ,
то количество электричества, необходимое для обезвреживания ионов CN − , можно
рассчитать из уравнения (в А/ч)
                                           CV
                                 Qэл = 2,06 0 ,
                                            BT
где C 0 — исходная концентрация цианидов в сточных водах, г/м3; V — объем сточных
вод в электролизере, м3; 2,06 — электрохимический эквивалент окисления ионов CN − ,
А.ч/г.


                                        109