Традиционные технологии и оборудование, используемые в гальванотехнике. Мембранный метод. Описание процесса очистки кисло-щелочных хромсодержащих стоков, страница 8

Очищаемую воду пропускают через электролизер, в котором имеется пакет вертикально расположенных стальных пластин, служащих  электродами. На катоде может восстанавливаться хром шестивалентный, но эта реакция не является основной. Необходимое время контакта раствора с электродами – несколько десятков секунд. В оптимальных условиях происходит практически одновременное восстановление Cr⁶⁺ в Cr³⁺ и осаждение Cr³⁺ в виде Cr(OH)₃ (происходит выпадение гидроксида хрома и других металлов на дно ванны в виде шлама). Превалирует выделение водорода, ведущее к подщелачиванию раствора и созданию, таким образом, условий для выделения гидроксидов примесных металлов. На аноде образуются ионы двухвалентного железа, которые, с одной стороны, являются эффективными восстановителями для ионов шестивалентного хрома, с другой – коагулянтами. Восстановление шестивалентного хрома  происходит и с участием гидроксидов железа двухвалентного. Образующие  гидроксиды железа являются хорошими коллекторами для осаждения гидроксидов примесных металлов и адсорбентами для других токсикантов. Образующийся объемный осадок отстаивают и уплотняют в течение суток, которые необходимо захоранивать или сжигать в электропечах до получения металлических порошков. Остаточные концентрации Cr³⁺ и Fe²⁺ и других тяжелых металлов  в сточной воде не превышает ПДК [1].

Метод применим при исходной концентрации хрома шестивалентного менее 100 мг/л, при большей концентрации наблюдается пассивация анода. Для предотвращения пассивации в обрабатываемые сточные воды вводят некоторый избыток NaCl, возрастают удельный расход металла, электроэнергии, время обработки, выделение газообразного водорода [5].

Метод эффективен и для удаления других металлов, таких как никель, цинк, медь. Хорошие результаты получены и при электрокоагуляционной обработке усредненных сточных вод (табл.3.1) [3].

В отсутствии шестивалентного хрома в качестве анода могут использоваться алюминиевые сплавы.

Важным преимуществом метода является то, что в нем не применяются реагенты (однако избежать участия реагентов при электрокоагуляции удается не всегда), что облегчает повторное использование очищенной воды в технологическом процессе. Также компактность, простота эксплуатации, высокая производительность оборудования, малая чувствительность к изменениям параметров процесса (содержание  ионов водорода, температура, концентрация) [5].

В настоящее время примерно на 5% предприятий нашей страны реагентный метод очистки сточных вод заменен электрокоагуляционным, т.к. имеет более упрощенную схему очистных сооружений. Также он требует меньших производственных площадей и упрощает эксплуатацию, себестоимость электрокоагуляционной очистки сточных вод, по некоторым данным, ниже, чем при реагентной методике. Основными недостатками метода являются большой расход металла и электроэнергии, постоянное шламление электродов, а также наличие отходов осадков. Для предотвращения полного зашламления электродов через 5-6 рабочих смен необходимо очищать их от шлама струей воды [1].

Таблица 3.1.  Характеристика усредненных сточных вод и эффект их очистки электрокоагуляционным методом

3.3 Мембранные методы

Очистка растворов этим методом достигается путем фильтрации через мембраны, поры которых пропускают молекулы воды, но непроницаемы для гидратированных ионов или  недиссоциированных соединений. Задерживающая способность мембран возрастает