Научная статья на тему 'Электрохимическое извлечение СR(VI) из промывных и сточных вод гальванических производств'

Электрохимическое извлечение СR(VI) из промывных и сточных вод гальванических производств Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
120
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Шишова М. А., Соловьева Н. Д., Попова С. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Электрохимическое извлечение СR(VI) из промывных и сточных вод гальванических производств»

развивается наибольшее число видов бабочек на урбанизированной территории, представлен 29 видами растений 7 семейств.

Распределение дневных бабочек в исследованных местообитаниях г. Кемерово

Семейство Участки

J 2 3 4 5 б 7 8 контр

Hesperiidae 3 2 6 3 2 2 2 6 7

Papilionidae 1 - 1 1 1 - 1 1 2

Pieridae 7 6 9 9 5 7 5 9 9

Nymphalidae 12 9 20 15 5 10 5 17 20

Satyridae 5 5 9 6 3 5 3 9 10

Lycaenidae 8 5 17 11 4 5 4 16 26

Итого 36 27 62 45 20 29 20 5В 74

Примечание: J - основная промплощадка, 2 - городской сад, 3 - долина и устье р.

Искитимки, 4 - сосновый бор, 5 - жилые кварталы (Центральный р-н), 6 -, 7 - ( - ), В -

восточной окраины г.Кемерово

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Буко ТЕ. Значение интродукции растений для зеленого строительства Кузбасса // Концепция дальнейшего развития г. Кемерова. - Кемерово. 1992. - С. 89 - 92.

2. . ., . ., . ., . . -

. // -ные Кемеровского государственного университета - 40 лет КГПИ - КемГУ. -Кемерово. 1994. - 4.2. - С. 50.

3. . . - -

ского состояния ассимиляционного аппарата березы бородавчатой в условиях

. //

проблемы больших городов и промышленных зон. - С.-Пб. 1999. - С. 9В -100.

4. . ., . . -

. // ,

рациональное природопользование. - М. 2000. Вып. 302 (I). - С. 13 - 20.

5. Bugrova N.M., Reznikova J.l. The state of Formica polyctena Foerst. (Hymenoptera, Formicidae) population in recreation forest // Mem. Zool. 1990. Vol. 44. P.13 - 19.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ СЩУ1)

ИЗ ПРОМЫВНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

М.А. Шишова, Н.Д. Соловьева, С.С. Попова

Для очистки хромсодержащих промывных и сточных вод гальванических производств широко используются модификации электрохимического метода: элек-, , . очистки загрязненных вод определяется материалом электродных пар, составом и концентрацией компонентов промывных вод, режимом процесса.

Несмотря на большое количество работ по удалению загрязняющих компонентов из промывных и сточных вод гальванических производств, вопросы повышения качества очистки остаются актуальными. Особенно это касается таких токсичных промывных и сточных вод, как хромсодержащие.

Цель настоящей работы состояла в сравнительном анализе результатов очистки промывных хромсодержащих стоков электрокоагуляционным способом и электролизом с нерастворимыми анодами, и в изучении кинетики электровосстановления Сг(У1) из разбавленных электролитов.

При выборе электродных материалов учитывались перенапряжение выделе, , , -, .

Электролиз с растворимыми анодами (электрокоагуляция) проводился при использовании стальных (Ст-3) электродов. Скорость анодного растворения стали зависит от концентрации Сг(У1), состава промывной воды, pH раствора, температуры (табл. 1, 2). В процессе электролиза промывных и сточных вод происходит повышении pH среды при протекании окислительно-восстановительных реакций между Ре(П) и Сг(У1) и за счет электрохимического восстановления водорода.

При этом образуются гидроксиды Ре(П), Ре(Ш), Сг(У1) и достигается достаточно полное удаление из воды ионов тяжелых металлов.

Результаты эксперимента показывают возможность успешного использования электрокоагуляционного способа. Однако значительный расход анодов и, как , ,

.

анодами. На качество очистки оказывают влияние материалы катода и анода, исходная концентрация промывной воды, pH раствора, режим электролиза (табл. 3, 4).

Проведение электролиза с нерастворимыми анодами при использовании в качестве катодов стали или графитового электрода позволяет провести очистку хромсодержащих промывных вод вплоть до ПДК и вернуть промывную воду в тех.

С целью выяснения возможности использования терморасширенного графита (ТРГ) (в частности, как электродного материала) и изделий на его основе для решения электрохимических задач было проведено потенциостатическое исследование поведения фольги «Графлекс» в разбавленных растворах К2Сг207 и сравнение с процессами на спектральном графите и Ст-3.

Объем электролита на единицу поверхности электрода - 0,4 л/дм2. Анод -сталь (Ст-3). Время электролиза - 50 мин, 1к = Ц, 1 = 25 °С.

Время электролиза - 50 мин, 1к = ^ = 1,5 А/дм2, 1 = 25 °С. В промывной воде присутствуют НМ03 и №2804: при содержании Сг(У1) - 9,3 г-ион/л, концентрации НМ03 и №2804 соответственно составляют 19,5 г/л и 15 г/л.

Таблица 1

Результаты электрокоагуляционной очистки модельных Сг-со держащих растворов

Начальная концен- трация Сг(УІ), г-ион/л Концентрация Сг(УІ) после очистки, г-ион/л

катод - сталь катод - г рафит

ік=5 А/дм2 ік=2 А/дм2 ік=5 А/дм2 ік=2 А/дм2

pH 3 pH 10 pH 10 pH 3 pH 10 pH 10

2 1,370 1,500 0,915 1,865 1,332 1,090

1 0,740 0,380 0,520 1,040 0,443 0,835

0,5 0,290 0,027 0,230 0,490 0,027 0,425

0,1 0,020 Следа сад 0,0325 0,020 Следа сад 0,028

2

Результаты электрокоагуляционной очистки промывных Сг-со держащих вод (гадьва-ническое производство завода им. Урицкого г. Энгельса Саратовской области)

Начальная концентрация Сг(У1), г-ион/л Материал катода Материал анода pH раствора Концентрация Сг(У1) после очистки, г-ион/л

9,3 Ст-3 Ст-3 3 0,00105

4,65 Ст-3 Ст-3 3 0,00055

2,32 Ст-3 Ст-3 3 0,00028

1,16 Ст-3 Ст-3 4 0,00020

0,58 Ст-3 Ст-3 4 0,000025

0,29 Ст-3 Ст-3 5 0,000025

Как следует из полученных результатов, среди электродных материалов особое место занимает углеродный материал, обладающий хорошими адсорбционными .

Состояние поверхности исследуемого электрода в разбавленных растворах Сг03 и К2Сг207 можно оценить по установившимся во времени электродным потен-( ).

Электрохимическим процессам электровосстановления Сг(У1) предшествует адсорбция анионов хромовой кислоты. Наряду с хемосорбцией анионов хромовой кислоты на поверхности электрода происходит конкурирующая адсорбция молекул , . на электродных материалах устанавливается стационарный потенциал (рис.. 1).

Таблица 3

Концентрация Сг (VI) (г-ион/л) в модельном электролите после электролиза с нерастворимыми анодами при 1к = Ц = 2 А/дм2 в течение 50 мин

Исходная концентрация Сг (VI), г-ион/л Анод - графит катод - графит Анод - титан катод - сталь

pH 2 - 3 1 = 25 °С

1 = 25 °С 1 = 50 °С 1 = 2 см

расстояние между электродами, см pH

5 2 5 2 2 - 3 7 - 8

2 1,040 0,80 1,035 0,700 0,575 0,50

1 0,435 0,30 0,700 0,640 0,500 0,36

0,5 0,220 0,20 0,200 0,140 0,150 следа СВД

0,1 0,100 0,02 0,100 0,065 следы Сг (VI)

Было установлено, что токи на фольге «Графлекс» и спектральном графите соизмеримы и лежат в пределах 2,3 - 0,1 мА/см2 и зависят от концентрации К2Сг207 и потенциала поляризации. Их увеличение с ростом концентрации К2Сг207 связано, в , , снижается. Адсорбция компонентов раствора, восстановление водорода и Сг(^) до Сг(Ш) приводит к экранированию активных центров поверхности электродов, уменьшению токов. Начиная с концентрации К2Сг207 0,0082 моль/л, этот процесс протекает интенсивно с первых секунд. Для определения лимитирующей стадии процесса потенциостатические кривые обрабатывались в координатах 1, 1/-^ (рис.2). Во всем диапазоне концентраций (от 0,17-10-4 до 0,0082 М) наблюдается прямоли-

Е, В 0,5 0

100

200 1, мин

нейный ход кривых 1, 1/л/? , не идущий в начало координат, что указывает на протекание замедленной хи-,

быть адсорбция реагирующих частиц. Это предположение позволило из зависимости ^ 1 - I на первой секунде процесса оценить суммарную адсорбцию Е, не разделяя

,

водорода и восстановлением Сг(У1). Величина гГЕ (табл. 5) колеблется от

10-8 г-экв/см2, в зави-

Рис. 1. Е, I - кривые на графитовой фольге «Графлекс» в дистиллированной воде (1) и 0,0082 М К2Сг207 (2) при 25 X

0,19-10-8 до 5

симости от концентрации раствора и накладываемого потенциала. Она примерно на порядок меньше, чем результаты по адсорбции К2Сг207 на активном угле марки АГ-3 (17,76-10-7 г-экв/см2), но здесь следует учитывать, что расчет гГЕ проведен на первых ,

устанавливается в течение десятков секунд.

0

. 2. « » в 0,0017 М К2Сг207 при 25 0С и Е, В:

0,9 (1); 1,0 (2); 1,1 (3); 1,2 (4); 1,3 (5); 1,4 (6); 1,5 (7); 1,6 (8)

С увеличением времени поляризации и электроотрицательности потенциала, pH вблизи поверхности электрода (на расстоянии приблизительно 1 - 2 мм) не увеличивается, наблюдается даже некоторое подкисление. Учитывая выделение водорода за счет разряда ионов Н+ и разложения Н20, а также расход Н+ при восстановлении Сг(У1) до Сг(Ш):

3С + 2 Сг2072- + 10Н+ 4Сг3+ + 3С033- + 5Н20, (1)

следует ожидать рост pH. Малое изменение кислотности среды может быть связано с

тем, что атомарный водород участвует в восстановлении Сг(У1) присутствующего на

поверхности электрода в составе адсорбционной пленки:

30НадС + 2СГ2072- 4Сг3+ + 2Н+ + 14^0. (2)

Кроме того избыток ОН-групп, образующийся при разложении воды, может связываться Сг(Ш) в виде Сг(ОН)3.

4

Концентрация Сг (VI) (г-ион/л) в модельном электролите после электролиза со свинцовым анодом, при 1к = 1а = 2 А/дм2 в течение 50 мин

Исходная концентрация Сг (VI), г-ион/л pH Материал катода - сталь Материал катода - графит

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1 = 25 °С 1 = 50 °С 1 = 25 °С 1 = 50 °С

расстояние между электродами, см расстояние между электро- ,

2 5 2 5 2 5 2 5

2,0 2-3 0 0,770 0,235 0,185 0,220 0,700 0,035 0,435

1,0 0 0,085 0 0,200 0 0,085 0,035 0,085

0,5 0 0,035 - 0,070 0 0,035 0,035 0,070

0,1 0 0 - 0 0 0 0 0

2,0 7-8 0,900 0,370 0,735 0,420 0,435 0,470 0,470 0,470

1,0 0,300 0,270 0,270 0,300 0,200 0,370 0,435 0,470

0,5 0,035 0,150 0,170 0,170 0,200 0,300 0,170 0,270

0,1 0 0,035 0 0,020 0,070 0 0,020 0

Полученные результаты показывают принципиальную возможность использования графитовой фольги «Графлекс» в качестве электродного материала при электрохимической очистке промывных вод гальванических производств от ионов тяжелых .

5

гГЕ на электроде из фольги «Графлекс» в растворах К2Сг207 при 25Х

С К2Сг207 Е, В отн. х.с.э.с. ^Е-10-8, г-экв/см2

0,00017 0,00034 0,0017 0,0034

-0,9 0,74 0,19 1,19 3,10

-1,1 0,33 0,45 2,95 5,80

-1,3 0,61 0,43 3,50 2,76

-1,5 0,70 0,93 4,30 2,70

-1,6 1,50 2,60 3,00 5,10

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА ПОД ДАВЛЕНИЕМ КИСЛОРОДА ДЛЯ ОЧИСТКИ АНИЛИНСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

АЛ. Идрисова, А.Б. Исаев, З.М. Алиев, Т.А. Харламова

Одна из важнейших проблем совершенствования технологического процесса - ,

, , . водоемов представляют анилинсодержащие сточные воды. Анилин широко используется в химической промышленности как главный материал для производства уре, ,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.