Процесс обработки раствора методом электрокоагуляции.

 Для очищения раствора мы предлагаем 2 метода очистки: прямым током – метод электрокоагуляции, и импульсный метод очистки на собранной нами установке.

Очистка раствора методом электрокоагуляции, используя выпрямитель В-24(учебный) (рисунок 37) и стальные электроды. Раствор объемом 140 мл, находящийся в специальной ванночке, обрабатывался током 1А., при напряжении 22В., в течении 90 секунд при постоянном интенсивном перемешивании. В процессе обработки на поверхности образовалась небольшая пена. Температура раствора сразу до обработки 22⁰С, после обработки составила 34⁰С.

Рисунок 37. Обработка методом электрокоагуляции.

        При обработке были использованы стальные электроды, на которых в процессе обработки образовался окисный налет (рисунок 38). Что говорит, о необходимости частого замена электродов либо их очистке

Рисунок 38. Стальные электроды после электрокоагуляции.

После проведения опыта цвет раствора стал немного светлее. После отстаивания был виден осадок, а на поверхности также маслянистые пятна. Для того чтобы наглядно показать результат опыта, были сопоставлены растворы: раствор без обработки, который отстаивался 20 часов и раствор, который прошел обработку и отстаивался в течении  двух часов (рисунок 39).

Рисунок 39. Сопоставление растворов до и после обработки.

Слева - раствор без обработки после двух часов отстаивания.

Справа – раствор после обработки  методом электрокоагуляции.

         Кривая коэффициента поглощения от длины волны представлена на рисунке 40.

Рисунок 40. Зависимость коэффициента поглощения  раствора после очистки электрокоагуляцией.

Снизу вверх: первый  – измерения сразу после проведения электрокоагуляции.

второй – измерения после 2х часов отстаивания.

третий  – после 20 часов отстаивания.

Первые 4 часа раствор отстаивается плохо. После 20 часов отстаивания зависимость коэффициента поглощения увеличивается на 2-3%.Заменив электроды, мы провели электрокоагуляцию, но теперь уже  увеличив ток до 1,5А, а напряжение до 30В. Время обработки составило 2минуты при постоянном перемешивании жидкости. Температура раствора, после окончания опыта составила 39⁰С. Цвет обработанного раствора после 2 часового отстаивания светлее чем у раствора после в первого опыта. На дне образовался видимый осадок. На поверхности масляные пятна но в меньшем количестве. Зависимость коэффициента поглощения раствора после электрокоагуляции представлена на рисунке 41.

Рисунок 41. Зависимость коэффициента поглощения раствора после электрокоагуляции

Снизу вверх: первый – измерения сразу после проведения электрокоагуляции.

второй  – измерения после 2х часов отстаивания.

третий  – после 20 часов отстаивания.

Как видно из сравнения рисунков 40 и 41, при увеличении тока и напряжения очистка идет эффективнее. Уже после первых двух часов отстаивания зависимость коэффициента поглощения увеличивается с 2% до 12-15%.

После проведения 2 опытов мы установили, что увеличение тока, напряжения и времени обработки улучшает качество очистки раствора. В третьем опыте мы заменили стальные электроды на алюминиевые. Ток 1,5А, напряжение 30В, продолжительность опыта 2 минуты. После окончания опыта температура раствора 40⁰С. Цвет светлее по сравнению с двумя  предыдущими опытами. На дне обильные осадки в виде хлопьев. На поверхности малое количество масляных пятен. Электроды после опыта остались чистыми (рисунок 42).

Рисунок 42. Алюминиевые электроды после электрокоагуляции.

Зависимость  коэффициента поглощения при электрокоагуляции с применением алюминиевых электродов представлена на рисунке 43.

Рисунок 43. Зависимость коэффициента поглощения при использовании алюминиевых электродов.

Снизу вверх: первый  – измерения сразу после электрокоагуляции  с использованием алюминиевых электродов.

второй  – измерения после 2х часов отстаивания.

третий  – после 20 часов отстаивания.

Как видно из рисунка качество очистки улучшилось и при отстаивании результаты соответственно лучше. Из этого следует, что метод электрокоагуляции зависит от величины тока, напряжения, времени обработки раствора и от  материала из которого изготовлены электроды.

     На рисунке 44 изображены раствор до обработки, растворы после обработки со стальными и алюминиевыми электродами.

    1                        2                       3                      4

Рисунок 44. Растворы до и после обработки.

1- раствор лабомида после 2 часов отстаивания без обработки

2 -раствор после электрокоагуляции с использованием стальных электродов, током 1 А, напряжением 22В

3- раствор после электрокоагуляции с использованием стальных электродов, током 1,5А, напряжением 30В.

4 -раствор после электрокоагуляции с использованием алюминиевых электродов, ток 1,5 А, напряжением 30В

Из проделанных опытов по очистке раствора методом электрокоагуляции можно сделать выводы, что эффективность электрокоагуляции зависит от материала электродов, анодной плотности тока, состава и скорости движения обрабатываемой жидкости в межэлектродном простран­стве. Можно увидеть, что во время очистки происходит нагрев очищаемой жидкости, что ведет к перерасходу электроэнергии при очистке, так как большая часть тока идет на нагрев жидкости.