Расчет электрокоагуляционных установок

При проектировании электрокоагуляционных установок необходимо учитывать следующие рекомендации:

· рН исходной жидкости должно находиться в пределах 3÷6;

· толщина электродов d – 6÷10 мм;

· расстояние между электродами | – 10÷30 мм;

· в качестве материала электродов должны выбираться листы низкосортной стали или алюминия;

· продолжительность обработки выбирается в зависимости от вида обрабатываемой жидкости и не должна превышать 10÷15 мин;

· количество рабочих ванн определяется расчетом и принимается не менее двух. При общем количестве электрокоагуляторов £ 3 принимается один резервный аппарат; при числе рабочих электрокоагуляторов > 3 принимается 2 резервных аппарата;

· величина анодной плотности тока – в пределах 50÷200 А/м²;

· скорость движения жидкости через электродное пространство для предотвращения его от засорения должна поддерживаться 0,03 м/с;

· продолжительность отстаивания электрохимически обработанной жидкости – в пределах 1,5÷2 ч.

Расчет электрокоагуляционных установок сводится к определению их размеров и электротехнических параметров.

 

1. Объем электролизера, м³,

,

где q – расход сточных вод, м³/с; t – продолжительность обработки, с; n – число электролизеров.

 

2. Удельные затраты электроэнергии, кВт·ч/м³,

,

где I – величина тока, А; U – напряжение в электролизере, В;
t – продолжительность обработки, ч; Q – расход сточной жидкости, м³/ч.

 

3. Сила тока, А,

,

где Д – доза металла, г/м³ (определяется экспериментально или по справочной литературе); F – число Фарадея, 26,8 А·ч; Q – расход сточных вод, м³/ч; h – выход по току, определяется экспериментально (ориентировочно по справочной литературе);
М_эк – эквивалентная масса используемого электрода, г/моль.

4. Площадь анодных пластин в одном электролизере, м²,

,

где i_а – анодная плотность тока, А/мм² (табл.16); 2 – коэффициент, учитывающий работу обеих сторон анода.

 

5. Общее количество электродных пластин

,

где в – ширина электролизера, м (принимается конструктивно); в₁ – расстояние между пластинами, м; в₂ – расстояние между крайними пластинами и стенками электролизера, м; d – толщина электродов, м.

 

6. Длина электролизера, м,

l = l_пл + 2в₁.

 

Таблица 16. Удельное сопротивление и допускаемая плотность тока в некоторых видах токопроводов

Наименование материала	Удельное сопротивление, Ом·м	Допускаемая плотность тока, А/мм2
Алюминий	0,026 – 0,0029	2,0
Медь	0,0175 – 0,018	3,0
Сталь	0,103 – 0,14	1,5

 

7. Высота пластины, м,

,

где n_а – число анодных пластин, равное n_пл/2.

 

8. Высота электрокоагулятора, м,

h = h_пл + h_н + h_стр,

где h_н – высота нейтрального слоя, равная 0,3 м; h_стр – высота строительного борта, равная ~ 0,2 м.

9. Фактическая продолжительность пребывания жидкости в рабочей камере электролизера, ч,

,

где q'_p – расчетный расход одного электролизера, м³/с; V' – рабочий объем одного электролизера с учетом объема, занимаемого электродами, м³;

V' = V – n_пл h_пл·d.

10. Скорость движения воды между электродными пластинами, м/с,

,

где W – рабочее сечение электролизера, м;

W = в·l – l_пл·d·n_пл.