activarea electrochimica

5/11/2018 Activarea electrochimica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/activarea-electrochimica 1/6

Boşomoiu Magdalena Referat metode electrochimice Anul V, Ingineria Mediului

Activitatea electrochimică

Atât organismul uman cât şi restul vieţuitoarelor sunt

dependente de necesarul de apă. Ţesuturile tuturor

vieţuitoarelor conţin apă în anumite proporţii.

Desfăşurarea activităţilor industriale este de asemenea

condiţionată de necesarul de apă tehnologică. Milioane de

metri cubi de diferite soluţii sunt preparate din apăpretratată şi reactivi chimici, obtinuţi din resurse minerale

naturale. Milioane de metri cubi de reziduuri tehnologice

sunt tratate pentru a elimina substanţele nocive înainte de a

fi aruncate la reţeaua de canalizare. Returnarea apei în râul

receptor, după o purificare prealabilă, fără a schimba

categoria în care ea se încadra înainte de utilizare esteimposibilă în consecvenţă cu principiile termodinamicii. Ca

rezultat al activităţii umane, în natură s-au manifestat două

direcţii periculoase.

• Volumul de apă potabilă în lume scade în mod

continuu datorită creşterii mineralizării sale.

Concentraţia unor ioni ai metalelor grele a crescut în apele

naturale în ultimii ani. Continuă creşterea concentraţiei

pesticidelor solubile ca urmare a levigării de pe sol, a

fertilizatorilor, a agenţilor de spălare nebiodegradabili şi a

petrolului. Toate aceste substanţe influenţează negativ

1




speciile acvatice şi duc la înăsprirea condiţiilor de tratare a

apelor în scopul potabilizării. Sunt necesare din ce in ce mai

multe eforturi pentru a face apa acceptabilă pentru băut,pentru utilizarea în centralele electrice, pentru irigaţii şi

obţinerea diferitelor produse: maşini, unelte, textile, etc.

Populaţia din ţările lumii a treia are de suferit din cauza

lipsei de apă cu repercursiuni asupra sănătăţii şi dezvoltării

industraile şi agricole.

•

Scăderea accesibilităţii resurselor minerale alepamantului.

A condus la creşterea costului exploatărilor miniere, a

transportului, a produselor finite (precum acizi, baze, agenţi

oxidanţi şi reducători, agenţi de coagulare-floculare şi alţi

reactivi chimici care sunt folosiţi în mod obişnuit pentru

prepararea soluţiilor utilizate în procesele tehnologice, în

procesele de potabilizare a apei şi în cele de epurare a

apelor reziduale). Sistemele de purificare a apelor reziduale

sunt din ce în ce mai complexe şi mai costisitoare.

Cele mai răspândite metode din lume pentru obţinerea

apei potabile prin îndepărtarea reziduurilor au la bază

procese ca: filtrare, sorbţie, schimb ionic. Inconvenientele

instalaţiilor în care se realizează procesele menţionate mai

sus sunt acelea că au nevoie de o perioadă de regenerare

ridicată şi trebuie schimbat periodic elementul activ: filtrele,

sorberele, răşinile de schimbător de ioni. Aici apare o

2




problemă cu recuperarea materialelor active şi necesitatea

de a justifica valoarea acestora prin producţie.

O altă problemă este aceea a impactului reziduurilorrezultate din tratarea - epurarea apelor asupra mediului

înconjurător.

Unul dintre procesele naturale cu răspândire mare sunt

procesele electrochimice de transformare ale materialelor,

reacţii de

oxido-reducere, corelate cu eliminarea sau acceptarea de

electroni. Aceste procese naturale sunt mult mai eficiente în

comparaţie cu cele menţionate mai sus. Calculele teoretice

arată că posibilităţile potenţiale ale tratării electrochimice a

apei (purificare, desalinizare, dezinfecţie, etc.) depăşesc de

100 de ori filtrarea, sorbţia şi metodele bazate pe schimb

ionic din punct de vedere economic, al vitezei şi al calităţii.

Totodată reacţiile electrochimice permit transformarea apei

naturale care conţine o cantitate importantă de ioni în soluţii

active din punct de vedere tehnologic care posedă practic

orice caracteristică funcţională necesară fără cheltuieli

suplimentare pentru chimicale.

Activarea electro-chimică, relativ recent descoperită a

adus un statut de independenţă ştiinţifică direcţiei de

aplicare a electrochimiei cu producerea de hidrogen, oxigen,

cloruri, baze sau tehnici galvanice.

Spre deosebire de procesele chimice cunoscute,

materialul sursă pentru activarea electrochimică foloseşte

3




apa sărată sau apa lichidă cu conductivitate redusă şi

produsele finale nu sunt materiale chimice dar sunt soluţii

activate în condiţii metastabile care în timpul perioadei derelaxare posedă o reactivitate chimică crescută. Efectul

activării electrochimice a fost inventat de un om de ştiintă

rus - academicianul Vitold Bakhir in 1975.

Activarea electrochimică ( ECA ) constituie o

transformare a unui electrod într-un mediu termodinamic

stabil din punct de vedere al activităţii electrochimice

unipolare. Activitatea electrochimică unipolară reprezintă

selecţia unor electroni din mediul electrodului anodic

(tratament electrochimic anodic) şi introducerea lor în

mediul electrochimic al catodului (tratament electrochimic

catodic). Principial nu sunt restricţii în compoziţia chimică şi

în starea de agregare pentru mediul electrodului, oricum mai

sunt de studiat şi pus în practica destule procese de

acvtivare electrochimică a apei cu diferite grade de

mineralizare de la apa distilată (conductivitate 1*10-6 Ni*ni)

până la apa sărată (cu un conţinut de sare de până la 3-5

g/l.).

În concordanţă cu domeniile explorate esenţa

tehnologiei ECA constă în următoarele: apa (soluţie diluată)

e tratată în una din camere (anod sau catod) prin diafragma

electrochimică a reactorului şi datorită transformărilor

suferite de substanţele dizolvateşi de apă, se obţine o soluţie

4




foarte activă de acizi şi oxidanţi sau baze şi reducători în

concordanţă cu camera în care se afla soluţia.

Dovedindu-se folositoare, soluţiile rezultate în urmaprocesului activării electrochimice ECA, sunt utilizate în

tehnologii ce consumă aceste produse. Este necesar un scop

pentru a reduce sau înlocui reactivii chimici pentru

tehnologiile de producţie, reducerea contaminării

reziduurilor, creşterea calităţii produsului finit, reducerea

timpului de obţinere, creşterea eficienţei şi simplificarea

procesului tehnologic. Cu alte cuvinte ECA este folosit pentru

obţinerea unor tehnologii ieftine şi ecologice în diferite medii

ale activităţii umane.

Folosirea activităţii electrochimice pentru tratarea –

epurarea apei şi tratarea soluţiilor tehnologice, ne permite

să excludem utilizarea reactivilor chimici mai agresivi pentru

mediu şi mai scumpi, îmbunătăţindu-se calitatea produsului

final şi reducând nivelul contaminării cu soluţii reziduale.

Aplicarea eficientă a ECA este posibilă dacă sunt cunoscute

modalităţile optime pentru tratamentul electrochimic al apei

şi soluţiilor, particularităţile soluţiilor tehnologice cu

prepararea apei active, particularităţile folosirii soluţiilor

activate tehnologic (apa activată) în tehnologia dată. Este

prezentată doar o latură a cunoştiinţelor despre ECA. La

momentul actual în Institutul de Cercetări de Activare

Electrochimică (SRC ECA) la Academia Rusă de Ştiinţa Fizicii

Tehnice, sub conducerea academicianului rus V.M. Bakhir şi

5




constructorului pentru sisteme de activare electrochimică

(EGA TS) U. G. Zadorozhny, sunt conduse diferite aplicaţii

tehnologice care sunt dezvoltate pe baza ECA. Toate dispozitivele au o diafragmă de curgere prin

modulul elecrolitic element FEM-3.

Proiectarea elementelor FEM-3 împreună cu tehnologia

universală a obţinerii electrolitice a apei, care specifică o

combinaţie optimă pentru mineralizare şi viteza de curgere

apei prin încăperile fiecărui element, prin diferenţa de

presiune la diafragmă, prin amperaj, voltaj, permite

obţinerea unor soluţii de înaltă calitate cu un consum minim

de energie şi cu consum mic de materii prime în condiţiile în

care în socitatea actuală costul energiei este din ce în ce mai

crescut.

6

activarea electrochimica

Documents