СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК B01D35/06 

Описание патента на изобретение RU2115459C1

Способ и устройство относятся к области фильтрования, а именно к фильтрованию нефтесодержащих промышленных стоков от загрязнения взвешенными веществами и нефтепродуктами.

Известен способ выделения частиц из текучей среды путем фильтрования через определенное количество элементов фильтрующего материала в объемном фильтре. В фильтре создают электрическое поле, которое, взаимодействуя с отдельными элементами фильтрующего материала, влияет на движение среды через фильтр, что способствует выделению присутствующих в ней частиц [1].

Недостатком известного способа и устройства является энергоемкость, так как необходимо создавать достаточное напряжение в самом пористом материале для выделения частиц в порах фильтра. Происходит быстрое забивание фильтра. Невозможность изменять в необходимых пределах фильтрующие характеристики.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ фильтрования жидкости через объемный слой фильтрующей загрузки с размером частиц 5-500 нм, в котором для повышения фильтрующих характеристик слой пористого материала предварительно насыщают более мелкими частицами, в результате можно изменять фильтрующие характеристики [2].

Недостатком указанного способа является трудоемкость процесса, а также затруднение многократного использования фильтрующего слоя.

Известное устройство для фильтрования текучей среды, выбранное в качестве прототипа, состоит из внешнего цилиндрического и внутреннего перфорированного электродов, контактируемых между собой, и расположенного изолированно относительно них зарядного электрода. Поверхность внутреннего электрода закрыта фильтром из диэлектрика. Внешний и зарядный электроды соединены с источником тока [3].

Недостатком устройства является:
необходимость использования для осуществления процесса только слоя диэлектрика в качестве фильтрующего материала;
при пропускании жидкости в рабочей камере электрода под действием электрического поля коллоидные частицы электризуются, притягиваются и адсорбируются на поверхности фильтра, имеющего высокий электрический потенциал, образуя спекшийся слой, способствующий повышению качества фильтрования, однако для осуществления процесса фильтрации необходимо приложить достаточно высокое напряжение, что обусловливает большие энергозатраты и взрывоопасное производство;
данная установка громоздка, неудобна в эксплуатации, обладает неизменными фильтрующими характеристиками.

Задача изобретения - повышение эффективности очистки промстоков за счет повышения степени очистки, снижения энергозатрат, трудоемкости процесса, возможно изменения фильтрующих характеристик.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе фильтрования жидкости, включающим пропускание стоков через фильтрующий слой, характеризующийся степенью насыщенности насыщености пор фильтрующего материала, образующийся в пористом вкладыше электрода в результате электролиза воды под действием электрического тока на электрод 12 - 4 В.

Решение поставленной задачи достигается также тем, что в устройстве для фильтрования жидкости, содержащем два имеющих электрический контакт электрода, подключенные к источнику тока, и приспособления для входа стоков и выхода очищенной воды, согласно изобретению используют два горизонтально расположенных объемно-пористых электрода в виде конструкции из двух тарельчатых металлических сеток с буртиком, входящих друг в друга, имеющих электрические контакты, пространство между сетками занято пористым или волокнистым материалом, служащим накопителем газовых пузырей, возникающих в результате электролиза воды, с изоляцией электродов друг от друга. Причем устройство для фильтрования жидкости включает фильтрующий блок, содержащий 2n объемно-пористых электродов, изолированных друг от друга тонкой изолированной пластиной из диэлектрика, где n - число объемно-пористых электродов.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипами позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретения от прототипов, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию "существенные отличия".

Примеры осуществления способа. Согласно заявляемому способу фильтрование проводилось через фильтрующий слой, образующийся в пористом вкладыше электрода. На электрод подавали напряжение 12 - 40 В. Промышленные стоки для очистки подавали снизу вверх на объемно-пористый электрод, в результате на электродах образовывались пузырьки газа, которые, отрываясь от поверхности электрода, подхватываемые потоком фильтруемой воды, заполняли поры пористого вкладыша, являющегося накопителем газовых пузырьков, уменьшая при этом их размер и тем самым изменяя фильтрующие характеристики. Размер вырабатываемых пузырьков зависит от прилагаемого напряжения на электрод. Чем меньше прилагаемое к электроду напряжение, тем меньше размер пузырьков, заполняемых поры, тем лучше фильтрующие характеристики (более тщательна очистка) и наоборот, чем больше к электроду прилагаемое напряжение, тем крупнее образующиеся пузырьки газа, заполняющие поры, - более грубая очистка. Интервал рабочего напряжения на электрод выбран опытным путем. При подаче напряжения на электрод менее 12 В электролиз не идет, следовательно, весь описываемый процесс фильтрации не имеет места, а при подаче напряжения на электрод более 40 В проведение процесса экономически нецелесообразно (большое потребление электроэнергии, процесс энергоемкий).

При прохождении промстоков через указанный фильтрующий слой можно добиться очистки воды от микроскопических взвешенных веществ и следов нефтепродуктов.

На фиг. 1 представлена зависимость фильтрующей способности объемно-пористого фильтра от напряжения; на фиг. 2 - зависимость производительности объемно-пористого фильтра размером 25 см2 от напряжения.

Вода для фильтрования на фильтрующий слой подавалась снизу вверх для более полного использования пористого материала и равномерного насыщения его пузырьками газа, следовательно, для равномерного процесса фильтрования.

На фиг. 3 представлена фильтрующая единица устройства - объемно-пористый фильтрующий элемент (электрод); фиг. 4 - фильтрующий блок, составленный из объемно-пористых фильтрующих электродов.

Устройство для фильтрования жидкости, предлагаемое в заявке, представляет собой сборную конструкцию, состоящую из блока объемно-пористых фильтрующих электродов 1 (фиг. 1), подключенных к источнику тока при помощи электрических контактов 3 (фиг. 4) и изолированных друг от друга тонкой перфорированной пластиной из диэлектрика 2 (фиг. 3). Объемно-пористый фильтрующий электрод (фиг. 4), конструктивное звено фильтрующего устройства, выполнено в виде двух тарельчатых металлических сеток: верхней 5 (фиг. 4) и нижней 7 (фиг. 4) сеток с буртиком 4 и 8 (фиг. 4), объем между которыми занят объемно-пористым вкладышем 6 (фиг. 4). Электрические объемно-пористые электроды в фильтрующем блоке расположены горизонтально. Размеры L, B, H, указанные на фиг. 3 и 4, определяются требуемой производительностью.

Устройство работает следующим образом.

Благодаря сборной конструкции устройства для фильтрования, содержащей 2n объемно-пористых фильтрующих электродов (фиг. 3), изолированных друг от друга тонкой перфорированной пластиной 2 (фиг. 3), где n - число объемно-пористых электродов, определяемых требуемой степенью очистки, производительностью установки и особенностями самих объемно-пористых электродов (фиг. 4), подключенных при помощи контактов 3 (фиг. 4) к источнику тока, обеспечивалась глубокая очистка промышленных стоков.

Пример конкретной реализации. Заявленный способ фильтрования жидкости был реализован в предлагаемом фильтрующем устройстве. Через приспособление для ввода промышленных стоков снизу вверх в устройство, содержащее заданный блок из объемно-пористых электродов 1 (фиг. 3), изолированных друг от друга тонкой перфорированной пластиной из диэлектрика 2 (фиг. 3), подавали воду на очистку. Рабочая поверхность электродов горизонтальна. Электроды, выполненные в виде двух металлических сеток 5 и 7 (фиг. 4) с пористым вкладышем между ними 6 (фиг. 4), через электрический контакт 3 (фиг. 4) подключали к источнику тока и подавали напряжение 12 - 40 В, в результате на сетчатом электроде проходил электролиз воды, образовывались пузырьки газа, которые отрывались от сетчатой поверхности электрода, подхватывались поступающим снизу потоком фильтруемой жидкости и заполняли поры пористого вкладыша 6 (фиг. 4), служащего накопителем пузырьков газа, образовывался фильтрующий слой в объемном электроде. Проходя через такой фильтрующий слой, поток промышленных стоков подвергался очистке от взвешенных частиц и нефтепродуктов.

Использование предлагаемого способа фильтрования жидкости и устройства для его осуществления позволило управлять процессом и повысить эффективность очистки промстоков.

Похожие патенты RU2115459C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1999
  • Быков И.Н.
  • Марков Г.А.
  • Сафонов Г.А.
  • Дудченко А.П.
  • Кузнецов П.Д.
  • Шепель В.В.
  • Колмаков В.А.
  • Быков А.И.
RU2158713C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ 1993
  • Голованчиков А.Б.
  • Сиволобова Н.О.
  • Дахина Г.Л.
  • Иванов Д.О.
RU2069187C1
СТАНЦИЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТОКОВ 2000
  • Лейнвебер А.А.
RU2205924C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Андреев В.С.
RU2171788C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД 2005
  • Суворов Иван Флегонтович
  • Миткус Алексей Васильевич
  • Лапшакова Ксения Анатольевна
  • Янов Олег Александрович
  • Ковалевский Виктор Михайлович
  • Суворов Максим Иванович
RU2295499C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ 2000
  • Кувыкин Н.А.
  • Гриневич В.И.
  • Бубнов А.Г.
  • Костров В.В.
RU2174103C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 1998
  • Бейгельдруд Г.М.
  • Габленко В.Г.
  • Макаренко С.Н.
RU2157344C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД 2007
  • Назаров Владимир Дмитриевич
  • Назаров Максим Владимирович
  • Хабибуллина Маргарита Рафиловна
RU2360869C2
Устройство для очистки сточных вод 1986
  • Кравцов Марат Васильевич
  • Мясников Игнат Никифорович
  • Яковлев Сергей Васильевич
  • Лившиц Леонид Менделевич
  • Васин Николай Васильевич
SU1381074A1
Патронный фильтр для очистки жидкости 1990
  • Толкачева Светлана Евгеньевна
  • Зайцев Сергей Владимирович
  • Негматов Мирзабахром Каримович
  • Романенко Владимир Александрович
SU1797947A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 115 459 C1

Реферат патента 1998 года СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Использование: в области фильтрования, а именно при фильтровании нефтесодержащих стоков от загрязнений взвешенными веществами и нефтепродуктами. Сущность изобретения: фильтрование жидкости осуществляют пропусканием сточной воды через стационарный фильтрующий слой, образующийся в пористом вкладыше электрода за счет появления газовых пузырьков под действием электрического тока 12-40 В. В устройстве для фильтрования жидкости, включающем два изолированных друг от друга электрода, подключенных к источнику тока, приспособления для входа и выхода жидкости, используют два горизонтально расположенных объемно-пористых электрода, выполненных в виде двух тарельчатых металлических сеток с буртиком, входящих друг в друга, объем между которыми занят пористым или волокнистым материалом, изолированных друг от друга тонкой перфорированной пластиной из диэлектрика, составляющих блок, содержащий 2n объемно-пористых электродов, изолированных друг от друга, где n - число пар электродов. Техническим результатом является повышение эффективности очистки промстоков. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 115 459 C1

1. Способ фильтрования жидкости, включающий пропускание сточной воды через фильтрующий слой, отличающийся тем, что используют фильтрующий слой, образующийся в пористом вкладыше электрода за счет образования газовых пузырьков под действием электрического тока 12 - 40 В. 2. Устройство для фильтрования жидкости, включающее два изолированных друг от друга электрода, подключенных к источнику тока, приспособления для входа стоков и выхода очищенной воды, отличающееся тем, что используют два горизонтально расположенных объемно-пористых электрода, выполненных в виде двух тарельчатых металлических сеток с буртиком, входящих друг в друга, объем между которыми занят пористым или волокнистым материалом, изолированных друг от друга тонкой перфорированной пластиной из диэлектрика, составляющих блок, содержащий 2n объемно-пористых электродов, где n - число изолированных друг от друга пар электродов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2115459C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
WO, 90/02595, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
US, 5308494, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
JP, 4-68002, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 115 459 C1

Авторы

Шафеев Ш.Ш.

Лейнвебер А.А.

Даты

1998-07-20Публикация

1996-09-26Подача