УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1997 года по МПК C02F1/463 

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки хромсодержащих сточных вод при организации оборотного водоснабжения, для очистки промывных вод гальванических производств от тяжелых металлов и ряда органических веществ, для очистки стоков предприятий химии, гидрометаллургии и машиностроения.

Известен гальванокоагулятор барабанного типа, представляющий собой горизонтальный стальной барабан, вращающийся со скоростью 2 мин^-1[1,2] В барабан загружается стальная или алюминиевая стружка, на вход поступают сточные воды, на выход очищенные воды.

Известен аппарат для извлечения металлов из растворов, содержащий барабан, полки, расположенные на внутренней поверхности барабана, сетку, привод, загрузочное и разгрузочное устройства; сетка делит барабан на две зоны: зону образования и зону укрупнения ферритов, внутренняя поверхность барабана футерована медью [3]
Недостатком известных устройств является то, что для проведения процесса необходимы полки, расположенные на внутренней поверхности барабана и не гарантирующие обновление поверхности железа. В результате пассивации активной поверхности железа снижается скорость протекания окислительно-восстановительной реакции, уменьшается содержание железа в растворе, что может приводить к обратному растворению хрома и существенному усложнению ведения процесса. Кроме того, наличие полок влечет за собой утяжеление и усложнение конструкции, увеличение затрат.

Известно устройство для очистки стоков промышленных предприятий, выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус, выполненный в виде многогранной призмы (количество граней не менее четырех), привод, загрузочное устройство для железного скрапа и кокса и разгрузочное устройство очищенной воды, патрубок подачи стоков, патрубок подачи воздуха, устройство, разгрузочное для шлама. В многократном корпусе при вращении со скоростью 2 мин^-1 используется эффект обрушивания всей массы частиц железа и кокса вниз, способствующего механической очистке спассивированной поверхности железа (депассивации) [4]
Недостатками известного устройства являются его большая энергоемкость на вращение корпуса, сложность привода, высокая трудоемкость при эксплуатации аппарата.

С целью устранения указанных недостатков предложено устройство для гальванокоагуляционной очистки сточных вод, содержащее корпус в виде неподвижной емкости, нижняя часть которой имеет форму многогранника, а верхняя прямоугольного параллелепипеда, привод, загрузочное и разгрузочное устройства. Приводимое во вращение от привода перемешивающее устройство в виде комплектов лопастей на держателях перемещением твердого (металлической стружки, кокса) обеспечивает контакт электродов гальванопары между собой. сточной водой и кислородом воздуха, в результате происходит растворение металла, а также очистка спассированной поверхности металлической стружки, улучшаются условия для образования ферритов металлов путем совместного соосаждения гидроксидов. Стабилизируется степень очистки стоков от содержащихся примесей.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 то же, сечение.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде неподвижной емкости, нижняя часть которой представляет собой половину правильной n гранной призмы, количество граней которой рассчитывается по формуле

где
а высота от днища корпуса до оси вала,
в ширина корпуса,
к коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментально, исходя из состава очищаемых стоков и физических характеристик металлической стружки и кокса, в частности, для аппарата производительностью 1 м³/ч а 0,5 м, в1 м, К 3, величина n6.

Верхняя часть представляет собой прямоугольный параллелепипед, внутри которого параллельно граням призмы расположен вал 2 с закрепленными на нем перпендикулярно к нему расположенными держателями 3 лопастей 4, закрепленных под углом к касательной окружности вращения держателей, которые могут быть установлены группами (комплектами) в закрепляющих муфтах равномерно относительно оси вращения, в каждом последующем комплекте держатели смещены относительно предыдущих на угол не менее 30^o, при этом лопасти укреплены на противоположных держателях на 1/3 длины лопасти в противоположные стороны, а соседние закреплены на держателях симметрично относительно их оси. Конец вала соединен с приводом 5; внутри корпуса (на дне) вдоль ребер призмы расположены трубы 6 с отверстиями, обеспечивающими равномерную подачу воздуха; загрузочное металлического скрапа и кокса 7 и разгрузочное очищенной воды 8 устройства, патрубок подачи стоков 9, устройство разгрузочное для шлама 10.

Устройство работает следующим образом. Сточную воду, подлежащую очистке, подают через патрубок 9, воздух через трубы 6. Через загрузочное устройство 7 внутрь корпуса загружается смесь металлического скрапа и кокса в необходимом весовом соотношении, обеспечивающем максимальную объемную плотность тока в растворе, кокс загружается одноразово, так как он металлом поляризуется катодно, защищен от химического воздействия и расходуется только на механическое истирание. Металлический скрап догружается по мере его расходования.

При вращении перемешивающего устройства в виде комплектов лопастей на держателях происходит интенсивное контактирование металлического скрапа, кокса, сточной воды и кислорода воздуха, что приводит к возникновению гальванопары, протеканию разнообразных физико-химических процессов, приводящих к удалению примесей из сточных вод.

Очищенная воды через сливной желоб разгрузочного устройства 8 направляется на фильтрацию. Шлам выводится через разгрузочное устройство 10.

Источники информации.

1. А. А.Вейхер Г.Е. Золотова, П.П.Кондратьев. Обезвреживание хромсодержащих сточных вод методом гальванокоагуляции// Средства связи, N 2, 1988, Научно- технический сборник.

2. А.А.Beйxep, Г.E.Золотарева, П.П. Кондратьев. Очистка медно-аммиачных сточных вод и отработанных электролитов методом гальванокоагуляции // Средства связи, N 2, 1988, Научный сборник.

3. A.c. CCCP N 841369, C 22 B 11/12 04.02.80 Б.И. N 41, 1991.

4. Заявка СССР N 92008905/26 от 27.11.92
Устройство для очистки стоков промышленных предприятий. Опубл. 27.05.95 БИ N 9, 1995.

Устройство относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки хромсодержащих сточных вод при организации оборотного водоснабжения, для очистки промывных вод гальванического производства от тяжелых металлов и ряда органических веществ, для очистки стоков предприятий химии, гидрометаллургии и машиностроения. Устройство содержит корпус, выполненный в виде неподвижной емкости, нижняя часть которой представляет собой половину правильной n - гранной призмы, а верхняя - прямоугольный параллелепипед, внутри которого параллельно граням призмы расположен вал с закрепленными на нем перпендикулярно к нему расположенными держателями лопастей, лопасти закреплены под углом к касательной окружности вращения держателей, внутри корпуса вдоль ребер призмы расположены трубы с отверстиями, через которые подают воздух. Количество граней призмы определяют по формуле: ,
где
а - высота от днища корпуса до оси вала, м.

в - ширина корпуса, м,
к - коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментально. Держатели лопастей установлены группами в закрепляющих муфтах равномерно относительно оси вращения в каждом последующем комплекте держатели смещены относительно предыдущих на угол не менее 30^o. Лопасти закреплены на противоположных держателях со смещением относительно от держателя на 1/3 длины в противоположные стороны, а соседние лопасти - симметрично относительно оси держателя. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для гальванокоагуляционной очистки сточных вод, содержащее загрузочное и разгрузочное устройства, привод, корпус, в который загружены металлическая стружка, кокс, поступают неочищенные стоки и воздух, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде неподвижной емкости, нижняя часть которой представляет собой половину правильной n-гранной призмы, а верхняя - прямоугольный параллелепипед, внутри которого параллельно граням призмы расположен вал с закрепленными на нем перпендикулярно к нему расположенными держателями лопастей, лопасти закреплены под углом к касательной окружности вращения держателей, внутри корпуса вдоль ребер призмы расположены трубы с отверстиями, через которые подан воздух. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что количество граней призмы корпуса определяется по формуле
n K • b/a, n ≥ 6,
где а высота от днища корпуса до оси вала, м;
b ширина корпуса, м;
К коэффициент пропорциональности, определяемой экспериментально, исходя из состава очищаемых стоков и физических характеристик металлической стружки и кокса. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что держатели лопастей установлены группами (комплектами) в закрепляющих муфтах равномерно относительно оси вращения, в каждом последующем комплекте держатели смещены относительно предыдущих на угол не менее 30^o. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопасти укреплены на противоположных держателях со смещением относительно оси держателя на 1/3 длины лопасти в противоположные стороны, а соседние лопасти закреплены на держателях симметрично относительно оси держателя.