УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/20 C02F101/22 C02F101/30 C02F103/16 

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, очистки маслоокалиносодержащих сточных вод, мышьяксодержащих растворов, для очистки стоков предприятий горной, металлургической, химической и других отраслей промышленности [1].

Известен гальванокоагулятор барабанного типа, представляющий собой стальной горизонтальный барабан, вращающийся со скоростью 2 об/мин [2]. В барабан загружается кокс, стальная или алюминиевая стружка, сточные воды поступают на вход, очищенные воды вытекают через разгрузочную воронку.

Известен аппарат для извлечения металлов из растворов, содержащий цилиндрический 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. Наличие полок влечет за собой утяжеление и усложнение конструкции, увеличение затрат.

Известно устройство для очистки стоков промышленных предприятий, содержащее корпус, выполненный в виде многогранной призмы, привод, загрузочное устройство для железного скрапа и кокса и разгрузочное устройство очищенной воды, патрубок подачи стоков, патрубок подачи воздуха, разгрузочное устройство для шлама. В многогранном корпусе при вращении со скоростью 2 об/мин используется эффект обрушения всей массы частиц железа и кокса вниз, способствующего механической очистке пассивированной поверхности железа [4].

Известно устройство для гальванокоагуляционной очистки сточных вод, выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус в виде неподвижной емкости, нижняя часть которой имеет форму многогранника, а верхняя - прямоугольного параллепипеда, привод, загрузочное и разгрузочное устройства [5]. Приводимое во вращение от привода перемешивающее устройство в виде комплектов лопастей на держателях перемешивает твердое (металлическую стружку, кокс) и обеспечивает контакт компонентов гальванопары между собой, сточной водой и кислородом воздуха, в результате происходит растворение металла, а также очистка пассивированной поверхности металлической стружки.

Основным недостатком прототипа является отсутствие приспособления для подачи воздуха, и поэтому нет достаточных условий для создания полного процесса окисления; имеющаяся в устройстве граница воздух-вода явно недостаточна, и создаются зоны проскока, так как имеются условия для короткого пути до места слива очищаемой воды, что снижает эффективность процесса; имеются мертвые зоны гальванопары, которая не взаимодействует с потоком сточных вод; его большая энергоемкость на вращение комплектов лопастей на держателях, сложность привода, высокая трудоемкость при эксплуатации аппарата.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокоэффективного устройства и достаточно простого по конструкции и надежного в эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является снижение затрат и повышение эффективности очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов, токсичных анионов и органических примесей.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что устройство для очистки сточных вод содержит емкость, заполненную гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды и отвода обработанной воды, емкость выполнена в виде двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб, закрепленных на пружинящих подвесках, снабженных вибродвигателями, установленными под трубами, и перфорированными патрубками подачи воздуха, проходящими по всей длине днища труб, при этом между собой трубы сообщены с помощью бункера с вертикальной стенкой.

Стоки сточных вод через патрубки подвода исходной воды проходят через всю массу гальваномассы и полностью заполняют весь объем устройства. Через раствор барботируют воздух для осуществления восстановления кислорода на катоде до гидроксильных ионов по реакции
O₂+2Н₂O+4е=4OН^-.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид устройства.

Устройство для очистки сточных вод содержит емкость, заполненную гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды 3 и отвода обработанной воды 5, емкость выполнена в виде двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб 1, закрепленных на пружинящих подвесках 2, снабженных вибродвигателями 8, установленными под трубами, и перфорированными патрубками подачи воздуха 6, проходящими по всей длине днища труб, при этом между собой трубы сообщены с помощью бункера с вертикальной стенкой 10 для непрерывного перемещения гальванопары.

Устройство работает следующим образом.

После заполнения двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб 1, закрепленных на пружинящих подвесках 2, через люки 7 необходимой гальваномассой при оптимальном соотношении (графит-кокс): железный скрап или (алюминий: кокс) и раствором, поступающим через патрубок 3. Растворы проходят через всю массу гальванопары и разгружаются через решетку 4, патрубок 5. Через патрубок 6 подается воздух по перфорированной трубке, проходящей по всей длине днища трубы. Одновременно включаются вибродвигатели 8, размещенные снизу, для перемещения гальваномассы с целью взрыхления, перемешивания и обновления ее поверхности.

Наклонные перекрещивающиеся цилиндрические трубы соединены воронкой 10 с вертикальной стенкой. Очищенные воды первой наклонной перекрещивающейся цилиндрической трубы насосом 9 закачиваются через патрубок 3 в начало второй наклонной перекрещивающейся цилиндрической трубы. Очищенные воды разгружаются через патрубок 5 и используются в обороте. Интенсивность перемешивания растворов определяется общим окислительно-восстановительным потенциалом. Внутрь наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб через люки 7 загружают смесь металлического скрапа и кокса при оптимальном весовом соотношении, обеспечивающем объемную максимальную плотность тока в растворе. При пульсации жидкости и перемещения исходных растворов происходит интенсивное контактирование металлического скрапа, кокса, сточной воды и кислорода воздуха, что приводит к интенсивному контактированию гальванопары, протеканию разнообразных физико-химических процессов, приводящих к эффективному удалению примесей сточных вод. В этих условиях в системе не накапливается шлам, который непрерывно выносится потоком. Оптимизация гидродинамического режима гальванохимического процесса в устройстве обеспечивает в конечном итоге более полную степень удаления ионов токсичных металлов.

Предлагаемое техническое решение соответствует критериям промышленной применимости, новизны и изобретательского уровня. Заявляемое устройство, имеющее высокую производительность и эффективность очистки сточных вод, будет промышленно применимым.

Источники информации
1. Чернова О.П., Курдюмов Г.М. Гальваноочистка сточных вод металлургических производств. Научные школы МИСиС 75-лет. М.: МИСС 1997, с.295.

2. А.с. СССР 841369, с.228 11/12 04.02.80. Б.И. 41.1991.

3. А.С. СССР 2066302. Устройство для очистки стоков промышленных предприятий. Опубл. 27.05.95. БИ. 9. 1995.

4. Патент РФ 2093475. Устройство для гальванокоагуляционной очистки сточных вод. БИ 29. 1997.

5. Патент РФ 2046760, 6 С 02 F 1/46. Аппарат для очистки сточных вод. БИ 30. 27.10.1995.

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, очистки маслоокалиносодержащих сточных вод, мышьяксодержащих растворов, для очистки стоков предприятий горной, металлургической, химической и других отраслей промышленности. Устройство содержит емкость, заполненную гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды и отвода обработанной воды. Емкость выполнена в виде двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб, закрепленных на пружинящих подвесках, снабженных вибродвигателями, установленными под трубами, и перфорированными патрубками подачи воздуха, проходящими по всей длине днища труб, при этом между собой трубы сообщены с помощью бункера с вертикальной стенкой. Технический эффект - повышение эффективности очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов, токсичных анионов и органических примесей. 1 ил.

Устройство для очистки сточных вод, содержащее емкость, заполненную гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды и отвода обработанной воды, отличающееся тем, что емкость выполнена в виде двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб, закрепленных на пружинящих подвесках, снабженных вибродвигателями, установленными под трубами, и перфорированными патрубками подачи воздуха, проходящими по всей длине днища труб, при этом между собой трубы сообщены с помощью бункера с вертикальной стенкой.