CS203366B1 - Rotary bipolar electrolyzer for electrolytic destruction of cyanides and other oxidable compounds - Google Patents
Rotary bipolar electrolyzer for electrolytic destruction of cyanides and other oxidable compounds Download PDFInfo
- Publication number
- CS203366B1 CS203366B1 CS248879A CS248879A CS203366B1 CS 203366 B1 CS203366 B1 CS 203366B1 CS 248879 A CS248879 A CS 248879A CS 248879 A CS248879 A CS 248879A CS 203366 B1 CS203366 B1 CS 203366B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- solution
- electrodes
- rotating
- stationary
- cyanides
- Prior art date
Links
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 title claims description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 title claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N chlorine chlorite Inorganic materials ClOCl=O JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 cyanide anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000012476 oxidizable substance Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N sodium cyanide Chemical compound [Na+].N#[C-] MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000001913 cyanates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
Vynález se týká elektrolyzéru na destrukci kyanidů a oxidovatelných látek; Je zvláště vhodný pro destrukci zředěných roztoků s nízkou elektrickou vodivostí.The invention relates to an electrolyzer for the destruction of cyanides and oxidizable substances; It is particularly suitable for the destruction of dilute solutions with low electrical conductivity.
Elektrolytická destrukce roztokíi kyanidů a oxidovatelných látek se provádí elektrolýzou zneškodňovaného roztoku me2Í anodou a katodou. K oxidaci kyanidů dochází na anodě přímým stykem kyanidových aniontů a materiáLem anody, nebo častěji nepřímo působením plynného chloru nebo chlornanu, který na anodě vzniká oxidací chloridových iontů. Chloridové ionty jsou do zneškodňovaného roztoku přidávány obyčejně ve formě NaCl, čímž se současně zvyšuje vodivost zneškodňovaného roztoku. Přídavek chloridů je ve většině případů nezbytný, nebot přímá anodická oxidace kyanidů probíhá pouze v koncentrovaných roztocích. Elektrolytickou chlorací lze však zneškodňovat i zředěné roztoky kyanidů s dostatečnou účinností. K tomu je však zapotřebí aby koncentrace chloridů byla relativně vysoká a pohybovala se v rozmezí nejméně 10 g/litr NaCl a vyšší. Je tomu tak proto, že chlor se vylučuje na anodě s vysokým přepětím a při nízkých koncentracích chloridů dochází ke snižování účinnosti anodického procesu vylučování chlo ru. Přídavkem chloridu sodného nebo jiných indiferentních elektrolytů se navíc Zvyšuje elektrická vodivost zneškodňovaného roztoku, která často nebývá dostatečná. Nízká vodivost zneškodňovaného roztoku způsobuje ztráty elektrické energie, které se projevují zbytečným a neúčinným zahříváním roztoku Jouleovým teplem. V mnoha případech je rovněž třeba zneškodňovaný roztok v elektrolyzéru míchat. Ru.ší se. tím koncentrační polarizace u anody a vzniklý chlor nebo chlornan se rozmíchává v celém objemu zneškodňovaného roztoku, kde může reagovat s přítomnými kyanidovými anionty. K míchání lze použít mechanických míchadel, nebo i pohybu elektrod. Například rotací elektrod lze dosáhnout velmi intenzivního pohybu elektrolytu v těsné blízkosti povrchu elektrody, což je obzvlášt potřebné k průběhu elektrochemických pochodů. Přívod proudu do rotujících elektrod se musí provádět pomocí smýkavých kontaktů, které jsou však v praxi zdrojem četných nesnází a z tohoto důvodu rotační elektrody nenalezly v praxi širšího použití. ·The electrolytic destruction of cyanide solutions and oxidizable substances is accomplished by electrolysis of the neutralized solution between the anode and cathode. Oxidation of cyanides occurs at the anode by direct contact of the cyanide anions with the anode material, or more often indirectly by the action of chlorine gas or hypochlorite, which is formed at the anode by oxidation of chloride ions. Chloride ions are generally added to the disposal solution in the form of NaCl, thereby increasing the conductivity of the disposal solution. The addition of chlorides is necessary in most cases, since direct anodic oxidation of cyanides occurs only in concentrated solutions. However, dilute cyanide solutions with sufficient efficiency can be disposed of by electrolytic chlorination. However, this requires that the chloride concentration be relatively high and be in the range of at least 10 g / liter of NaCl and above. This is because chlorine is deposited on the high-voltage anode, and at low chloride concentrations, the anodic chlorine elimination process is less effective. In addition, the addition of sodium chloride or other indifferent electrolytes increases the electrical conductivity of the disposal solution, which is often not sufficient. The low conductivity of the liquid to be disposed of causes the loss of electrical energy, which results in unnecessary and inefficient heating of the solution by Joule heat. In many cases, it is also necessary to stir the disposed solution in the cell. Is cancelled. thus, the concentration polarization at the anode and the resulting chlorine or hypochlorite are stirred throughout the volume of the disposed solution, where it can react with the cyanide anions present. For stirring, mechanical stirrers or electrode movement can be used. For example, by rotating the electrodes, a very intense movement of the electrolyte in close proximity to the electrode surface can be achieved, which is particularly needed for the course of electrochemical processes. The current to the rotating electrodes must be supplied by sliding contacts, which in practice are a source of numerous difficulties and hence the rotating electrodes have not found widespread use in practice. ·
Některé nevýhody dosavadních metod lze odstranit v elektrolyzéru podle vynálezu, jenž je vyznačen tím, že sestává ze soustavy nejméně dvou rotujících elektrod ve tvaru disků, připevněných souose a elektricky isolovaně na hřídeli, jedné stacionární katody a jedné stacionární anody libovolného tvaru, nejlépe však ve tvaru prstence a opatřených přívodem proudu a elektrolyzéru, opatřeného přítokem a odtokem roztoku a případně i odvzdušňovacím otvorem a ložisky pro hřídel, přičemž stacionární katoda a stacionární anoda jsou umístěny elektricky isolovaně v elektrolyzéru na protilehlých stranách soustavy nejméně dvou rotujících elektrod a odtok udržuje hladinu roztoku v elektrolyzéru na hodnotě v rozmezí 0,1 až 0,8 R nad hřídelem, kde. R značí poloměr rotující elektrody.Some of the disadvantages of the prior art methods can be eliminated in the electrolyser according to the invention, characterized in that it consists of a system of at least two rotating disc-shaped electrodes mounted coaxially and electrically isolated on a shaft, one stationary cathode and one stationary anode of any shape, preferably provided with an inlet and outlet of solution and possibly a vent hole and bearings for the shaft, the stationary cathode and the stationary anode being electrically insulated in the electrolyser on opposite sides of the at least two rotating electrode assembly and the outlet maintaining the solution level in the electrolyser at a value between 0,1 and 0,8 R above the shaft, where. R denotes the radius of the rotating electrode.
Jedna z možností provedení elektrolyzéru podle vynálezu je znázorněna na přiloženém výkrese. Bipolárni rotační elektrolyzér podle vynálezu sestává z válcového těla elektrolyzéru 11, zhotoveného z elektrochemicky odolného a elektricky nevodivého materiálu, například z polyvinylchloridu. Válcová nádoba elektrolyzéru je opatřena čely tvořícími podstavu válce, jež jsou opatřeny odtokem zneškodňovaného roztoku J^, přítokem roztoku 9,» ložisky pro hřídel 13, přívody proudu £. Uvnitř těla elektrolyzéru je souose umístěna hřídel 10, na níž jsou izolovaně umístěny rotující elektrody 4_v pravidelných vzdálenostech, vymezených distančními podložkami 1 2 . Na protilehlých koncích soustavy rotujících elektrod jsou umístěny stacionární katoda 3 a stacionární anoda 6. Stacionární katoda a stacionární anoda jsou zhotoveny ve formě prstenců a připevněny k tělu elektrolyzéru. Otvorem ve středu stacionárních elektrod prochází hřídel 10,aniž by se jich dotýkala. Na hřídeli je dále upevněn převod ozubenými koly 8,, který je poháněn elektromotorem 7_, Odtok roztoku _1_ udržuje hladinu zneškodňovaného roztoku 13 v elektrolyzéru na hodnotě v rozmezí 0,1 až 0,8 D, kde D je průměr rotující elektrody. Rotující elektrody jsou tedy ponořeny pouze částečně ve zneškodňovaném roztoku, Horní část rotujících elektrod je ve styku se vzduchem. Vyrovnávání tlaku uvnitř elektrolyzéru a únik plynů umožňuje odvzdušňovací otvor 5,. Vzdálenost mezi rotujícími elektrodami 4_, jež je vymezena distančními podložkami 12,má být co nejmenší, nejlépe v rozmezí 0,5 až 1,5 mm nebo i vyšší. Stejná vzdálenost je i mezi stacionárními elektrodami a rotujícími elektrodami.One embodiment of the electrolyser according to the invention is shown in the attached drawing. The bipolar rotary electrolyzer of the invention consists of a cylindrical body of the electrolyzer 11 made of an electrochemically resistant and electrically non-conductive material, for example polyvinyl chloride. The cylindrical cell of the electrolyser is provided with faces forming the base of the cylinder, which are provided with an outlet of the neutralized solution 11, an inlet of the solution 9, bearings for the shaft 13, a power supply 6. Inside the electrolyzer body, a shaft 10 is disposed coaxially on which the rotating electrodes 4 are positioned in isolation at regular intervals defined by spacers 12. At the opposite ends of the rotating electrode assembly, a stationary cathode 3 and a stationary anode 6 are disposed. The stationary cathode and the stationary anode are made in the form of rings and attached to the body of the electrolyzer. The shaft 10 passes through the hole in the center of the stationary electrodes without touching them. A gear drive 8, which is driven by an electric motor 7, is further mounted on the shaft. The solution outlet 7 maintains the level of the disposed solution 13 in the electrolyzer at a value in the range of 0.1 to 0.8 D, where D is the diameter of the rotating electrode. Thus, the rotating electrodes are only partially submerged in the disposal solution. The top of the rotating electrodes is in contact with air. Pressure equalization within the electrolyzer and leakage of gases are provided by a vent hole 5. The distance between the rotating electrodes 4 defined by the spacers 12 should be as small as possible, preferably in the range of 0.5 to 1.5 mm or more. The same distance is between stationary electrodes and rotating electrodes.
Rotující a stacionární elektrody jsou vyrobeny například z e1ektrogra£itu. Jejich tlouštka je dána v podstatě mechanickou pevností použitého materiálu. Lze použít elektrod, které byly opracovány z uhlíkového celistvého bloku, vyrobeny slisováním uhlíkového prásku s vhodným pojivém nebo i zatmelením uhlíkových destiček do otvorů v nosiči ve tvaru disku.The rotating and stationary electrodes are made, for example, of electrogranity. Their thickness is determined essentially by the mechanical strength of the material used. It is possible to use electrodes which have been machined from a carbon whole block, produced by compressing the carbon powder with a suitable binder or even sealing the carbon plates into the holes in the disc-shaped carrier.
Je možné použít i jiných materiálů. Stacionární i rotující elektrody mohou být z oceli nerez, poplat.inovaného titanu a jiných kovů. Je možno používat i elektrod dvoustranných. Jsou to elektrody vyrobené slisování, stmelením, sešroubovaním nebo jiným spojením dvou materiálů.Other materials may also be used. The stationary and rotating electrodes may be of stainless steel, platinum-titanium and other metals. It is also possible to use double-sided electrodes. These are electrodes made by pressing, bonding, screwing together or otherwise joining two materials.
Tak například rotující elektrody mohou býti na anodické straně vyrobeny z uhlíku a na katodické straně z mědi, železa nebo oceli nerez. Lze je vyrobit například spojením diskfi z příslušných materiálů. Elektrody je možno vyrobit i tak, že se na podkladový materiál, například na uhlík, elektrolyticky vyloučí vrstva vhodného kovuy-jako je například měů, olovo, cín, platina a j iné látky.For example, the rotating electrodes can be made of carbon on the anodic side and copper, iron or stainless steel on the cathodic side. They can be made, for example, by combining discs of appropriate materials. The electrodes can also be made such that on the substrate material, such as carbon, electrolytically precipitated layer of a suitable metal e.g. Y-like MEU, lead, tin, platinum, other substances.
Rychlost otáčení soustavy rotujících elektrod se volí v závislosti na jejich průměru a požadovaném pracovním režimu. Tuto rychlost je třeba určit pokusně, nebot závisí rovněž na vzdálenosti mezi jednotlivými rotujícími elektrodami, viskozitě roztoku, teplotě a jiných faktorech. Při postupném zvyšování rychlostí otáčení rotujících elektrod se roztok v elektrolyzéru začne strhávat rotujícími elektrodami a jeho hladina se v místech, kde rotující elektrody vystupují z roztoku, zvyšuj e' nad původní úroveň. Na protilehlé straně, kde elektrody do roztoku vstupují, se naopak hladina roztoku snižuje. Tento stav, kdy ještě nedochází k úplnému strhávání roztoku a rotující elektrody se ve zneškodňovaném roztoku brodí, je optimální a ve většině případů pracuje elektrolyzér za těchto podmínek s největší účinností. Při dalším zvyšování rychlosti otáčení dochází ke stavu, kdy zneškodňovaný roztok začne rotovat společně s rotujícími elektrodami uvnitř válcového těla elektrolyzéru podobně jako v odstředivém čerpadle. I v tomto případě lze však elektrolyzéru použít k destrukci kyanidů. Mezi rotujícími elektrodami se v blízkosti osy 10 zachytí plynový polštář, který vlivem odstředivé síly osciluje, mění svůj tvar a při překročení jisté kritické velikosti unikne z prostoru mezi elektrodami. Pohybem plynového polštáře dochází k žádoucímu intenzivnímu promíchávání roztoku mezi, rotují čími elektrodami .The rotation speed of the rotating electrode assembly is selected depending on their diameter and the desired operating mode. This velocity should be determined experimentally as it also depends on the distance between the rotating electrodes, solution viscosity, temperature and other factors. As the rotation speeds of the rotating electrodes gradually increase, the solution in the electrolyzer begins to entrain the rotating electrodes, and its level increases at the points where the rotating electrodes exit the solution above the original level. On the opposite side, where the electrodes enter the solution, the solution level decreases. This condition, in which the solution is not yet completely entrained and the rotating electrodes are wading in the disposed solution, is optimal and in most cases the electrolyser works under these conditions with the highest efficiency. As the speed of rotation increases further, the liquid to be disposed of starts to rotate together with the rotating electrodes within the cylindrical body of the electrolyzer, similar to a centrifugal pump. Even in this case, however, the electrolyzer can be used to destroy cyanides. A gas cushion is trapped between the rotating electrodes near the axis 10, which oscillates due to centrifugal force, changes its shape and escapes from the space between the electrodes when a certain critical size is exceeded. By moving the gas cushion, intensive mixing of the solution between the rotating electrodes is desired.
Elektrolyzér pracuje takto: Na začátku elektrolýzy je naplněn zneškodňovaným roztokem 13 do výše určené umístěním, přepadu 2.. Rychlost otáčení soustavy rotujících elektrod senařídí na hodnotu několika otáček za sekundu tak, aby se.rotující elektrody ve zneškodňovaném roztoku brodily a nedocházelo k jeho cirkulaci. Zdroj stejnosměrného proudu se připojí kladným polem ke stacionární anodě 6, a záporným pólem k stacionární katodě 3 pomocí přívodu 2. Po. zapnutí elektrického proudu o dostatečném napětí začne procházet e1ektrolyzérera proud mezi stacionární katodou a stacionární anodou.. Prochází vrstvou roztoku mezi stacionární anodou· a první rotující elektrodou £, dále pak materiálem rotující elektrody £, další vrstvou elektrolyt další rotující elektrodou a případně i dalšími vrstvami elektrolytu a rotujícími elektrodami a pak vstupuje do stacionární katody J3. Strana rotující elektrody 4 přivrácená k anodě se chová jako katoda a její odvrácená strana jako anoda. Obdobně se chovají i další rotující elektrody. V elektrolyzéru podle vynálezu pak dochází k elektrolýze roztoku na principu bipolárního elektrolyzéru, který se chová jako n+1 elektrolyzéru zapojených za sebou, kde n je počet rotujících elektrod. Napětí na svorkách tohoto elektrolyzéru musí být tedy n+1 krát větší, než je napětí na jednom elektrolyzéru.. Pří elektrolýze roztoků s nízkou vodivostí je svod mezi stacionární katodou a stacionární anodou v průřezu roztoku mezi tělem elektrolyzéru a plochou rotujících elektrod zanedbatelný vůči proudu, který prochází rotujícími elektrodami. Tento případ je typický při elektrolytické destrukci zředěných zneškodňovaných roztoků,pro něž je elektrolyzér podle vynálezu obzvláště určen.The electrolyser operates as follows: At the beginning of the electrolysis, it is filled with the discharged solution 13 to a position determined by positioning the overflow 2. The rotation speed of the rotating electrode assembly adjusts to a few revolutions per second so that the rotating electrodes in the discharged solution wade and circulate. The direct current source is connected by a positive field to the stationary anode 6, and by a negative pole to the stationary cathode 3 by means of a lead 2. Po. switching on the electric current of sufficient voltage starts to flow through the electrolyzer current between the stationary cathode and the stationary anode. It passes through the solution layer between the stationary anode · and the first rotating electrode 6, then the material of the rotating electrode 6, another layer of electrolyte. and rotating electrodes and then enters the stationary cathode 13. The side of the rotating electrode 4 facing the anode behaves as a cathode and its opposite side as an anode. Other rotating electrodes behave similarly. The electrolyser according to the invention then electrolyses a solution based on the principle of a bipolar electrolyser, which behaves as n + 1 electrolysers connected in series, where n is the number of rotating electrodes. Thus, the voltage at the terminals of this electrolyzer must be n + 1 times greater than the voltage at one electrolyzer. In the electrolysis of low conductivity solutions, the leakage between the stationary cathode and the stationary anode in the cross section of the solution between the electrolyzer body and the rotating electrode surface is negligible passing through the rotating electrodes. This case is typical in the electrolytic destruction of dilute disposed solutions, for which the electrolyzer of the invention is particularly intended.
Na stacionární anodě a dále na anodických stranách rotujících elektrod dochází k anodickému dej i'vylučování chloru nebo chlornanu spojenému se současnou oxidací kyanidů. Na stacionární katodě a dále na katodických stranách rotujících elektrod dochází ke dvěma reakcím.On the stationary anode and further on the anodic sides of the rotating electrodes, anodic evolution of chlorine or hypochlorite is associated with the simultaneous oxidation of cyanides. Two reactions occur on the stationary cathode and on the cathodic sides of the rotating electrodes.
Na části povrchu stacionární katody a katodických stranách r o t.u j í c í c h .e 1 ek t ro d ponořených v roztoku dochází k vylučování vodíku podle reakce ' 2H2O + 2e = 1I2 + 20H~ /1/On the surface of the stationary cathode and the cathodic sides of the rotating electrode immersed in the solution, hydrogen evolution occurs according to the reaction '2H 2 O + 2e = 1I 2 + 20H ~ / 1 /
Na části povrchu stacionární katody a katodických stranách rotujících elektrod, jež jsou ve styku s plynem nad zneškodňovaným roztokem, však dochází hlavně k redukci kyslíku ze vzduchu za tvorby peroxidu vodíku podle reakceHowever, on the part of the surface of the stationary cathode and the cathodic sides of the rotating electrodes that are in contact with the gas above the liquid to be disposed, the oxygen is mainly reduced from the air to form hydrogen peroxide as a result
02 + 2H2O + 2e = H202 + 20H- /2/0 2 + 2H 2 O + 2 e = H 2 0 2 + 20H - / 2 /
Touto reakcí se tvoří ve filmu roztoku na části stacionární katody a rotujících katod ve styku s plynem nad zneškodňovaným roztokem peroxid vodíku, který je silným oxidačním Činidlem.By this reaction, the solution film forms part of the stationary cathode and the rotating cathodes in contact with the gas above the neutralized solution hydrogen peroxide, which is a strong oxidizing agent.
Jeho působením dochází k oxidaci kyanidů, kyanatanů, meziproduktu destrukční oxidace kyanidů a mnoha jiných látek. Novým a vyšším účinkem elektrolyzéru podle vynálezu je, še se využívá části elektrického náboje, který by se jinak neúčinně spotřeboval na vylučování vodíku a jenž je z hlediska destrukce kyanidů a dalších oxidovatelných látek zcela .neúčinný, V rotačním bipolárním elektrolyzéru podle vynálezu se zvyšuje energetická účinnost destrukčního procesu. Peroxid vodíku, vzniklý ve filmu roztoku ulpívajícím na povrchu rotujících elektrod, se při· jejich otáčení smývá a rozmíchává uvnitř zneškodňovaného rozteku. Redukce kyslíku ve filrau elektrolytu na povrchu katody je velmi rychlá, nebot slabá vrstva filmu elektrolytu představuje jen malý difuzní odpor. Rovnovážná koncentrace peroxidu vodíku se v zneškodňovaném roztoku utvoří v závislosti na jeho objemu a rychlosti otáčení v době od několika s.ekund do několika desítek sekund. Vzniklý peroxid vodíku ve zneškodňovaném roztoku lze snadno dokázat chemickými metodami.Its action leads to oxidation of cyanides, cyanates, an intermediate product of the destructive oxidation of cyanides and many other substances. A new and higher effect of the electrolyser according to the invention is that a part of the electric charge which would otherwise be inefficiently consumed for hydrogen excretion is used and which is completely ineffective with respect to the destruction of cyanides and other oxidisable substances. destruction process. The hydrogen peroxide formed in the solution film adhering to the surface of the rotating electrodes is washed and stirred within the liquid to be disposed as they rotate. The oxygen reduction in the electrolyte film on the cathode surface is very fast, since a thin layer of electrolyte film presents only a small diffusion resistance. The equilibrium concentration of hydrogen peroxide is formed in the solution to be disposed, depending on its volume and rotation speed, in a period of from several seconds to several tens of seconds. The hydrogen peroxide formed in the disposal solution can be easily detected by chemical methods.
Při otáčení rotujících elektrod dochází dále k intenzivnímu promíchávání zneškodňovaného roztoku, což umožňuje rychlou reakci mezi vzniklým oxidačním činidlem na anodě i r.a katodě a zneškodňovaným roztokem. 'Furthermore, the rotating electrodes rotate vigorously to agitate the disposal solution, allowing a rapid reaction between the oxidizing agent formed at the anode and cathode and the disposal solution. '
Další výhodou elektrolyzéru podle vynálezu je, že při otáčení rotujících elektrod dochází vlivem odstředivé síly a sil povrchového napětí k vypuzování bublin plynu nad hladinu roztoku. Nedochází proto k tvorbě izolujících plynových polštářů mezi anodickými a- katodickými stranami rotujících nebo stacionárních elektrod. Za tohoto stavu je možno podstatně snížit vzdálenost mezi rotujícími a stacionárními elektrodami a mezi jednotlivými rotujícími elektrodami na hodnotu 0,5 až 1,5 mm. Podstatně se tak sníží zbytečné ztráty elektrické energie a zahřívaní roztoku Jouleovým teplem, vzniklým průchodem elektrického proudu zneškodňovaným roztokem. Elektrolyzér podle vynálezu je proto mošno použít i k destrukcí kyanidů ve zředěných roztocích, kde použiti 'dosavadních metod bylo neekonomické. Při zkouškách elektrolyzé.ru s roztokem.o koncentraci 500 mg/NaCN a 5 g/NaCl bylo dosaženo destrukce kyanidů na koncentraci nižší než 0,1 mg/1. Spotřeba elektrické energie na destrukci kyanidů v tomto roztoku byla 7,8 kWh na 1 kg NaCN.Another advantage of the electrolyser according to the invention is that when the rotating electrodes are rotated, the bubbles of gas above the solution level are expelled by centrifugal and surface tension forces. Therefore, there is no formation of insulating gas cushions between the anodic and cathodic sides of the rotating or stationary electrodes. In this state, the distance between the rotating and stationary electrodes and between the rotating electrodes can be substantially reduced to a value of 0.5 to 1.5 mm. Thus, unnecessary losses of electrical energy and heating of the solution through Joule's heat generated by the passage of electrical current through the solution being disposed of are substantially reduced. The electrolyzer according to the invention can therefore also be used for the destruction of cyanides in dilute solutions, where the use of the prior art methods has been uneconomical. Cyanide destruction of less than 0.1 mg / l was achieved in electrolysis tests with a solution of 500 mg / NaCN and 5 g / NaCl. The electricity consumption for cyanide destruction in this solution was 7.8 kWh per kg NaCN.
Elektrolyzéru podle vynálezu lze. rovněž použít i k oxidaci dusitanů v odpadních vodách po tepelném zušlechťování ocelí, k dezinfekci pitných, povrchových a splaškových vod.The electrolyzer according to the invention can be used. also used for nitrite oxidation in waste water after heat treatment of steel, for disinfection of drinking, surface and sewage water.
Příklad 1Example 1
Ke kontinuálnímu zneškodňování odpadních kyanidových vod z galvanizovny, které obsahovaly 0,5 g CN /1, byl použit bipolární elektrolyzér 9 brodícími elektrodami. Kyanidy se kvantitativně zneškodnily , přičemž na 1 kg CN se spotřebovalo 10,1 kWh. Této hodnoty bylo dosaženo při koncentraci 10 g NaCl/1 ve zneškodňovaných vodách.A bipolar electrolyzer 9 with wading electrodes was used to continually dispose of the cyanide wastewater from the electroplating plant containing 0.5 g CN / L. Cyanides were quantitatively destroyed, consuming 10.1 kWh per 1 kg of CN. This value was achieved at a concentration of 10 g NaCl / l in the waste water.
Příklad 2Example 2
Ke kontinuálnímu zneškodňování odpadních vod po tepelném zpracování, které obsahovaly 1,2 g N02/l byl použit bipolární elektrolyzér s brodícími elektrodami. Odpadní vody byly upraveny na pH 6,5 a kontinuálně zneškodňovány v -elektrolyzéru. Bylo dosaženo jejich, kvantitativního zneškodnění, přičemž na 1 kg N02 se spotřebovalo 7,2 kWh. Této hodnoty bylo dosaženo při koncentraci 10 g NaCl/1 ve zneškodňovaných vodách.A bipolar electrode with wading electrodes was used for the continuous disposal of waste water after heat treatment containing 1.2 g NO 2 / l. The waste water was adjusted to pH 6.5 and continuously disposed of in the electrolyser. It reached their quantitative disposal, whereby 1 kg N0 2 7.2 kWh consumed. This value was achieved at a concentration of 10 g NaCl / l in the waste water.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS248879A CS203366B1 (en) | 1979-04-11 | 1979-04-11 | Rotary bipolar electrolyzer for electrolytic destruction of cyanides and other oxidable compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS248879A CS203366B1 (en) | 1979-04-11 | 1979-04-11 | Rotary bipolar electrolyzer for electrolytic destruction of cyanides and other oxidable compounds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS203366B1 true CS203366B1 (en) | 1981-02-27 |
Family
ID=5362159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS248879A CS203366B1 (en) | 1979-04-11 | 1979-04-11 | Rotary bipolar electrolyzer for electrolytic destruction of cyanides and other oxidable compounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS203366B1 (en) |
-
1979
- 1979-04-11 CS CS248879A patent/CS203366B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Soloman et al. | Electrochemical degradation of Remazol Black B dye effluent | |
| Mohan et al. | Electrochemical treatment of simulated textile effluent | |
| Ögütveren et al. | Removal of dye stuffs from waste water: Electrocoagulation of Acilan Blau using soluble anode | |
| US6274028B1 (en) | Electrolytic wastewater treatment method and apparatus | |
| US3900377A (en) | Reduction of toxicity of aqueous solutions | |
| Vlyssides et al. | Electrochemical oxidation of noncyanide strippers wastes | |
| JP2603760B2 (en) | De-cyanation apparatus and method for removing cyanide from wastewater | |
| US3856642A (en) | Method for electrosanitizing waste water | |
| CN108707921A (en) | A kind of device and method for being electrolysed while generating persulfate and its activator ferrous ion | |
| AU2011341807A1 (en) | An electrolytic cell | |
| EP2652177A1 (en) | An electrolytic cell | |
| Wang et al. | Decomplexation of electroplating wastewater in a higee electrochemical reactor with rotating mesh-disc electrodes | |
| CS203366B1 (en) | Rotary bipolar electrolyzer for electrolytic destruction of cyanides and other oxidable compounds | |
| KR100188232B1 (en) | Industrial Wastewater Continuous Electrolytic Purification Method and Apparatus | |
| US20230312378A1 (en) | Method for removing chlorinated hydrocarbons in groundwater through step-by-step electrocatalytic dechlorination degradation | |
| EP2305610B1 (en) | Sterilizing/antibacterializing device | |
| KR20100103993A (en) | The dissolution apparatus and method for metals | |
| JP3722537B2 (en) | Organic sludge oxidation treatment method and equipment | |
| Vigo et al. | Electro-oxidation of sodium lauryl sulfate aqueous solutions | |
| US4417963A (en) | Process for removing cyanide ions from solutions | |
| EP0766648B1 (en) | Process for treatment of a fluid and apparatus therefor | |
| JP2003062577A (en) | Nitrogen processing system | |
| US4971675A (en) | Electrolyzer for purification of fluids | |
| SU1712438A1 (en) | Apparatus for electrochemical leaching of noble metals from slimes and concentrates | |
| CN114920398B (en) | High-salt ammonia nitrogen wastewater treatment device and treatment method |