КОЛОННА ЭЛЕКТРОФЛОТОСОРБЦИОННАЯ КЭФС-1 Российский патент 2007 года по МПК C02F1/42 C02F1/465 

Изобретение относится к устройствам очистки природных и сточных вод, содержащих взвешенные, коллоидно-диспергированные, эмульгированные загрязнения и может быть использовано в отраслях народного хозяйства в процессах химводоподготовки и очистки сточных вод.

Известен напорный фильтр (аналог) для очистки природных и сточных вод, содержащий корпус с подающими и отводящими патрубками, дренажное днище, расположенную на нем зернистую фильтрующую загрузку и пульсационную камеру с распределительной трубой, размещенной по центру в зернистой загрузке с отверстиями, выполненными под углом к оси трубы.

С целью интенсификации процесса регенерации и упрощения конструкции пульсационная камера выполнена в виде цилиндрической емкости с диэлектрической трубой, установленной по оси фильтра и соединенной с распределительной трубой, на которой закреплены электроды, выполненные в виде конусов, подключенные к источнику постоянного тока. SU №1549556, В 01 D 24/48, 24/46, 1988.

Недостатком аналога является электрообработка только регенерационных растворов, движущихся в центральной цилиндрической трубе, а очищаемая вода, фильтрующаяся через напорный фильтр, электрообработке не подвергается.

Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является ионитовый фильтр, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, дренажно-распределительные средства, патрубки ввода сверху и вывода снизу очищаемой воды, загруженный ионитом для проведения ионно-обменный процессов. SU №1577805, В 01 J 47/02, 1988.

Ионитовые фильтры используют в промышленности для более глубокой очистки природных вод и промышленных растворов после предварительной очистки их физико-химическими методами - коагуляцией и флокуляцией - и направлению их в систему промышленного водоснабжения предприятий.

Недостатком прототипа является загрязнение загрузки и внутренней поверхности колонны взвешенными частицами и биоотложениями, которые ухудшают показатели работы ионитовой колонны.

Основной причиной загрязнения ионитовых фильтров является недостаточная степень очистки природной воды на стадии предочистки. Загрязнение ионно-обменной загрузки недопустимо.

Электрообработка является самым эффективным способом очистки воды от нерастворенных, растворенных в воде веществ и микроорганизмов.

Задачей изобретения является увеличение эффективности сорбционной очистки воды, увеличение производительности ионно-обменной колонны, предотвращение загрязнения ионно-обменной загрузки. Для решения этой задачи предлагается в ионно-обменную колонну выше верхнего дренажа поместить перфорированную и/или сетчатую перегородку, отделяющую сорбционную колонну от верхней ее части, где размещена электрофлотационная система, состоящая из приемной камеры с перфорированным и/или сетчатым днищем и двух или нескольких разноименных электродов, расположенных горизонтально или наклонно. Корпус сорбционной колонны в верхней части снабжен патрубком вывода шлама.

При отсутствии стадии предочистки природные и сточные воды, содержащие значительные количества загрязнений, могут быть очищены электрофлотосорбционным способом в устройстве, в котором электрофлотационная система, состоящая из приемной камеры с перфорированным и/или сетчатым днищем и двух или нескольких разноименных электродов, расположенных горизонтально или наклонно, устанавливается над сорбционной колонной в отдельном корпусе, который соединен с ней патрубком входа очищаемой воды.

Элементами новизны изобретения являются:

1) оснащение вертикальной сорбционной колонны вертикальной электрофлотационной системой с движением потока исходной воды сверху вниз,

2) размещение электрофлотационной системы, состоящей из приемной камеры и электродов, внутри сорбционной колонны в верхней ее части над сетчатой перегородкой, разделяющей сорбционную колонну на верхнюю и нижнюю части, над верхним дренажом,

3) электрофлотационная система, состоящая из приемной камеры и электродов, устанавливается над сорбционной колонной в отдельном корпусе, который соединен с ней патрубком входа очищаемой воды.

Устройство колонного типа исключает образование малоподвижных и застойных зон, максимально увеличивает полезный объем и обеспечивает большую межфазную поверхность контакта, создает минимальное гидравлическое сопротивление движению потока жидкости, занимает небольшую площадь, значительно снижает загазованность и увлажненность помещения.

Предлагаемое изобретение позволяет получить следующие технический результат:

- дополнительная очистка исходной воды от взвешенных, коллоидных, растворенных веществ и микроорганизмов,

- повышение эффективности сорбционной очистки воды и получение воды глубокой степени очистки,

- увеличение производительности новой колонны, называемой "колонна электрофлотосорбционная КЭФС-1".

Создание электрофлотосорбционной колонны КЭФС-1 будет способствовать дальнейшему развитию сорбционной технологии очистки природных, сточных вод и промышленных растворов.

На фиг.1 изображена схема электрофлотосорбционной колонны КЭФС-1, состоящей из корпуса сорбционной колонны 7, в верхней части которого расположена электрофлотационная система, включающая приемную камеру воды 2 с перфорированным и/или сетчатым днищем, электродов 3, расположенных горизонтально или наклонно в нижней части электрофлотатора, патрубка входа очищаемой воды 4, патрубка выхода очищенной воды 5, воздушника 6, патрубка входа 10 и выхода 8 регенерационных растворов, патрубка выхода шламов 9, перфорированной и/или сетчатой перегородки 11.

Природная вода после стадии предочистки без обработки химическими реагентами поступает в колонну электрофлотосорбционную КЭФС-1 через патрубок 4, подвергается электрообработке и сорбционной чистке.

На фиг.2 (вариант 2) изображена схема электрофлотосорбционной колонны КЭФС-1, состоящей из сорбционной колонны 7 и электрофлотационной системы, которая помещается в отдельный корпус 1, связанный с сорбционной колонной переходным устройством.

Исходная природная или сточная вода без предочистки обрабатывается коагулянтом и флокулянтом и поступает через патрубок ввода воды 4 в приемную камеру 1 и подвергается электрообработке, а затем в сорбционной колонне - сорбционной очистке.

Электрофлотация взвешенных и коллоидно-дисперсных примесей происходит в верхней части устройства в зоне концентрирования электрофлотошлама, насыщенного электролизными газами, поступающими снизу вверх, и равномерном поступлении очищаемой воды сверху вниз через приемную камеру 2 с днищем из перфорированного и/или сетчатого материала, находящуюся в верхней части корпуса 1, электродов 3, расположенных горизонтально или наклонно в нижней части электрофлотатора, патрубка входа очищаемой воды 4, патрубка выхода воды 5, воздушника 6, патрубков входа 10 и выхода 8 регенерационных растворов, патрубка выхода шлама 9.

Таким образом, предполагаемое изобретение решает вопросы предотвращения загрязнения ионнообменной загрузки и самой колонны взвешенными, коллоидно-дисперсными веществами и биоотложениями, повышения эффективности очистки воды, увеличения производительности колонны, а также создания и промышленного внедрения высокопроизводительной колонны КЭФС-1 для очистки природных и сточных вод и промышленных растворов.

Изобретение относится к устройствам очистки природных и сточных вод, содержащих взвешенные, коллоидно-диспергированные, эмульгированные загрязнения, и может быть использовано в процессах химводоподготовки и очистки сточных вод. Колонна электрофлотосорбционная содержит вертикальную сорбционную колонну, имеющую корпус, заполненный сорбентом или фильтрующим материалом, с патрубками ввода и вывода воды. Она дополнительно снабжена вертикальной системой электрофлотации, установленной с возможностью движения потока исходной воды сверху вниз, размещенной либо непосредственно в корпусе сорбционной колонны выше перфорированной и/или сетчатой перегородки, разделяющей сорбционную и электрофлотационные части, либо в отдельном корпусе над сорбционной колонной, соединенном с ней переходным устройством, при этом система электрофлотации имеет приемную камеру исходной воды с перфорированным и/или сетчатым днищем и горизонтальные или наклонные электроды, а патрубок вывода шлама расположен в верхней части колонны. Технический эффект - предотвращение загрязнения ионообменной загрузки, повышение эффективности очистки воды и увеличение производительности колонны. 2 ил.

Колонна электрофлотосорбционная, содержащая вертикальную сорбционную колонну, имеющую корпус, заполненный сорбентом или фильтрующим материалом, с патрубками ввода и вывода воды, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена вертикальной системой электрофлотации, установленной с возможностью движения потока исходной воды сверху вниз, размещенной либо непосредственно в корпусе сорбционной колонны выше перфорированной и/или сетчатой перегородки, разделяющей сорбционную и электрофлотационные части, либо в отдельном корпусе над сорбционной колонной, соединенном с ней переходным устройством, при этом система электрофлотации имеет приемную камеру исходной воды с перфорированным и/или сетчатым днищем и горизонтальные или наклонные электроды, а патрубок вывода шлама расположен в верхней части колонны.