УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2004 года по МПК C02F1/463 C02F103/04 

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

Известен аппарат для очистки сточных вод, содержащий цилиндрический корпус с днищем с размещенным в нем электродным материалом, камеру для сбора очищенной воды, устройство для перемешивания и патрубки ввода и вывода воды. Корпус выполнен с возможностью возвратно-поступательного и колебательного перемещений, при этом его внутренняя поверхность снабжена полкой, размещенной по винтовой линии, устройство для перемешивания выполнено в виде электромагнитного устройства, закрепленного на корпусе, а электродный материал выполнен в виде металлической стружки и мелкокускового кокса [2]. Аппарат имеет сложную конструкцию, так как осуществляется функционирование вибробункира или вибропитателя.

Известен гальванокоагулятор, который содержит цилиндрическую обечайку, установленную с возможностью вращения вокруг продольной оси [3]. Гальванокоагулятор содержит барбатер, расположенный внутри обечайки, выполненный по винтовой линии. Барбатер создает винтообразное движение очищаемой воды.

Известно устройство для очистки промышленных сточных вод, включающее вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенной в нем гальванопарой в виде смеси дробленного графита или кокса с железной стружкой, опорную решетку и патрубки ввода и вывода обрабатываемой жидкости и воздуха [4]. Корпус гальванокоагулятора жестко закреплен на платформе, установленной на опорах с возможностью совершения колебательных движений. Платформа снабжена электродвигателем с возможностью перемещения его относительно корпуса гальванокоагулятора, на валу электродвигателя перпендикулярно его оси жестко закреплена штанга с размещенным на ней грузом. Недостатками известного устройства являются возможность совершения колебательных и вибрационных движении всего корпуса гальванокоагулятора, а не его гальванопары, необходимой непосредственно для осуществления процесса очистки сточных вод, наличие опорной решетки не приводит к достаточной диспергации воздуха (углекислого газа) и соответственно к неудовлетворительным условия аэрации в рабочей зоне, возможен вынос гальванопары в связи с отсутствием ограничительной решетки, недостаточность разрыхления гальванопары при низкой частоте порядка 22 Гц (1320 об/мин) в связи с трудностью создания вибрации платформы с большой и регулируемой амплитудой.

Устройство [4] является наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и принимается в качестве прототипа заявляемого устройства. Техническим результатом изобретения является снижение затрат и повышение эффективности очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов и анионов.

Сущность изобретения характеризуется устройством, представляющим емкость в виде цилиндрической вертикальной колонны, внутри колонны помещена перемещающаяся и вибрирующаяся штанга с закрепленной перфорированной корзиной с гальванопарой и щетки, в корзине с гальванопарой помещены штыри ромбического сечения на глубину 3/4 толщины гальванопары и размещены по винтовой линии с шагом, равным половине высоты гальванопары, с вибровозбудителем колебаний, ограничивающими разборными решетками, камеры подачи диспергированного воздуха и упругих виброизолирующих элементов в виде цилиндрических витых пружин; для перемещения и вибрации перфорированной корзины с гальванопарой используется электродвигатель с закрепленным на нем коленчатым валом с эксцентрично закрепленным пальцем, частота перемещения штанги изменяется числом оборотов вала электродвигателя, а амплитуда колебаний - величиной эксцентриситета и весом пальца, очищаемая вода направляется в отверстия перфорированной трубки, которые могут быть приводится во вращательное движение или быть неподвижными, очищенные воды разгружаются через эрлифт. Совокупность указанных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которой распространяется испрашиваемый объект правовой охраны.

В устройстве в виде емкости, цилиндрической вертикальной колонны (фиг.1 и 2) 1, патрубков подвода сточной воды 2 и отвода 3 обработанной воды, патрубка подачи воздуха 4, гальванопары 5, содержащей кокс(графит)и железный скрап, ограничивающих разборных решеток 6, опирающихся на платформу с пружинами 7, упругих виброизолирующих элементов 8 для перемещения и колебания гальванопары в вертикальной колонне применен электромеханический шатунно-кривошипный привод, расположенный сверху или снизу. Частота перемещения штанги изменяется числом оборотов вала электродвигателя, а амплитуда колебаний - величиной эксцентриситета и весом пальца. В привод входит двигатель 9, редуктор 10, коленчатый вал 11 с эксцентричным закрепленным пальцем (не показан), вильчатый наконечник штанги 12 и штанга 13, на которой закреплена перфорированная корзина 14 с гальванопарой, и щетки 15 для ручной очистки решеток. Привод монтируют на металлоконструкции, которую жестко закрепляют на крышке цилиндрической вертикальной колонны устройства или на строительных конструкциях при большой производительности устройства. Для удобства разгрузки гальванопары на середине колонны находится опора 16 и разьемник штанги 17, который при повороте является шарниром и рычагом для вращения щеток.

Поток очищаемой жидкости через отверстия в перфорированных трубках 18 (фиг.2, 2а) разбивается на множество струй. Перфорированные трубки могут быть неподвижными, опоясавшими корзину с гальванопарой в несколько рядов по высоте корзины (фиг.2а) или приводится во вращательное движение от мотора 19 через втулку 20, которая для центровки опирается на опору 21. В корзине с гальванопарой помещены штыри 22 ромбического сечения на глубину 3/4 толщины гальванопары, которые размещаются по винтовой линии с шагом, равным половине высоты гальванопары. На перфорированных трубках закреплены щетки (не показаны). Разбивание жидкости, насыщенной воздухом, на отдельные струи способствует увеличению поверхности обрабатываемой жидкости, улучшению их контактирования с гальванопарой, интенсификации взаимодействия потока струй с гальванопарой и повышению эффективности очистки сточных вод.

Заявляемое устройство (фиг.1, 2, 2а) работает следующим образом. Сточную воду, подлежащую очистке, из приемной емкости водяным насосом (не показан) через патрубок 2 или перфорированную трубу 18 подают в цилиндрическую вертикальную колонну устройства, где она взаимодействует с гальванопарой 5. Через патрубок 4 камеры подачи диспергированного воздуха или инжектор 4 подается воздух в количестве 0,03 л/л. При вращении вала электродвигателя 9 с закрепленным на нем коленчатым валом 11 с эксцентрично закрепленным пальцем гальванопаре придается возвратно-поступательное и колебательное движение вдоль штанги, емкости, цилиндрической вертикальной колонны. Вибрации создают активное перемешивание в вертикальном направлении без образования воронки на поверхности жидкости. Поверхность перемешиваемой жидкости даже при больших амплитудах колебаний остается спокойной и ровной. Струи очищаемой жидкости протекают через гальванопару 5. В результате работы гальванопары железо - кокс железо анодно поляризуется и переходит в раствор в виде гидроксида трехвалентного железа в присутствии кислорода. Колебания корзины или цилиндрической вертикальной колонны передаются элементам гальванопары 5, благодаря чему происходит непрерывное обновление диффузионного пограничного слоя на поверхности элементов гальванопары и увеличивается эффективность массообменных процессов между твердой и жидкой фазами, что ведет к повышению общей эффективности очистки сточных вод. Изменением величины эксцентритета и веса пальца (груза) подбирают оптимальные параметры для образования условий псевдоожижения гальванопары. Очищенную от загрязняющих веществ жидкость выводят из цилиндрической вертикальной колонны через патрубок, эрлифт 3. Обеспечена простота утилизации образующихся твердофазных отходов.

Предлагаемое техническое решение соответствует критериям промышленной применимости, новизны и изобретательского уровня.

Источники информации

1. О.П. Чернова, Г.М. Курдюмов. Гальваноочистка сточных вод металлургических производств. Научной школе МИСиС - 75 лет. Становление и развитие. - М.: МИСС, 1997, с.291-295.

2. Патент РФ 2002704 C1, 5 C 02 F 1/46, опубл. 15.11.93, Бюл. №41-43.

3. Патент РФ 2113412 C1, 6 C 02 F 1/463, опубл. 20.06.98, Бюл. №17.

4. Патент РФ 2130433 C1, 6 С 02 F 9/00, 1/46, опубл. 20.05.99, Бюл. №14 (прототип).

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 масло окалина содержащих сточных вод, мышьяксодержащих растворов, для очистки стоков предприятий горной, металлургической, химической и других отраслей промышленности. Устройство включает емкость, заполненную гальванопарой, с патрубками подвода сточной воды и отвода обработанной воды, подачи гальванопары и удаления шламов, вибровозбудитель колебаний, ограничивающие разборные решетки, камеру подачи диспергированного воздуха и упругие виброизолирующие элементы в виде цилиндрических витых пружин. Емкость представлена в виде цилиндрической вертикальной колонны. Внутри колонны помещена перемещающаяся и вибрирующая штанга с закрепленной перфорированной корзиной с гальванопарой и щетки. В корзине с гальванопарой помещены штыри ромбического сечения на глубину 3/4 толщины гальванопары и размещены по винтовой линии с шагом, равным половине высоты гальванопары. Технический результат - снижение затрат и повышение эффективности очистки сточных вод от катионов и анионов тяжелых металлов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки сточных вод, включающее емкость, заполненную гальванопарой, с патрубками подвода сточной воды и отвода обработанной воды, подачи гальванопары и удаления шламов, отличающееся тем, что емкость представлена в виде цилиндрической вертикальной колонны, внутри колонны помещена перемещающаяся и вибрирующая штанга с закрепленной перфорированной корзиной с гальванопарой и щетки, в корзине с гальванопарой помещены штыри ромбического сечения на глубину 3/4 толщины гальванопары и размещенные по винтовой линии с шагом, равным половине высоты гальванопары, вибровозбудителем колебаний, ограничивающими разборными решетками, камеры подачи диспергированного воздуха и упругих виброизолирующих элементов в виде цилиндрических витых пружин.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для перемещения и вибрации перфорированной корзины с гальванопарой используется электродвигатель, с закрепленным на нем коленчатым валом с эксцентрично закрепленным пальцем.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что частота перемещения штанги изменяется числом оборотов вала электродвигателя, а амплитуда колебаний - величиной эксцентриситета и весом пальца.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что очищаемая вода направляется в отверстия перфорированной трубки, которые могут приводиться во вращательное движение или быть неподвижными.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что очищенные воды разгружаются через эрлифт.