УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2019 года по МПК C02F1/465 B03D1/14 

Описание патента на изобретение RU2699503C1

Изобретение относится к области флотации и может использоваться для очистки водных растворов.

Известен аналог напорный флотатор в описание изобретения к патенту №2049732 МПК C02F 1/24, B03D 1/14 от 06.01.1993, опубл. 10.12.1995, содержащий емкость с внутренней цилиндрической перегородкой, флотационную, отстойную и фильтрирующую камеры, устройство для подачи водовоздушной смеси, снабженное эжектором, подающий трубопровод и патрубок отвода очищенной жидкости, отличающийся тем, что подающий трубопровод расположен в нижней части емкости, флотатор снабжен установленной внутри цилиндрической перегородки воронкой с диффузором, размещенным над подающим трубопроводом, при этом цилиндрическая перегородка нижней частью соединена со стенкой емкости, а в верхней части снабжена обращенным большим основанием вверх раструбом с наклонным срезом на торце, расположенным на противоположной стороне относительно патрубка отвода очищенной жидкости.

Недостатки: недостаточно высокое качество очистки жидкости.

Известен аналог в описание изобретения к патенту № WO 1994011308, МПК B03D 1/02; B03D 1/14; C02F 1/465, от 26.05.1994, способ очистки водных растворов или тому подобного, когда удаляемый компонент, например, в растворенном или твердом состоянии, превращается в твердую фазу, причем указанный способ включает добавление осадителя, коагулирующих агентов и/или флокулянты; отделение больших твердых частиц от суспензии, полученной таким образом путем осаждения; и удаление оставшихся компонентов из суспензии посредством электрофлотации. Удаление оставшихся компонентов осуществляется в соответствии со следующими этапами: - путем электрофлотации на первой стадии способа суспензия насыщается в процессе турбулентности с пузырьками электролитических газов, плотностью электрического тока, превышающей 20 мА/см2, и - на второй стадии пена разделяется ламинарным потоком жидкости, плотность электрического тока ниже 20 мА/см2. Электрофлотационное устройство для очистки водных растворов или тому подобное, состоящее из камеры, заполняющих и разгрузочных отсеков, устройства для удаления пены и электродных блоков, в котором электроды являются параллельными листовыми элементами, в котором камера содержит камеру газонасыщения, в которой установлен электрод блок для насыщения суспензии газом, выделяемым во время электролиза, - флотационный отсек, в котором установлен электродный блок для флотации, - супрессор потока суспензии многоклеточной структуры, установленный выше электродный блок в флотационном отсеке и - регулируемую разделительную стенку, установленную между камерой газонасыщения и флотационной камерой.

Недостатки: недостаточно высокое качество очистки жидкости, зарастание межэлектродного пространства камеры газонасыщения заряженными частицами загрязнений.

Известен наиболее близкий аналог электрофлотатор с устройством преобразования турбулентного потока жидкости в ламинарный в описание изобретения к патенту №2459667, МПК B03D 1/14 (2006.01), от 13.04.2011, опубл. 27.08.2012, состоящий из корпуса с перегородкой для двух емкостей, двух кассет электродов, источника электропитания, скребкового инструмента, насоса подачи жидкости. Во второй емкости, в которой турбулентный поток опускается ко второй кассете электродов, проходит через блок закрепленных рядами по всей площади второй емкости профильных труб, расположенных вертикально, при этом турбулентный поток разбивается на малые по мощности турбулентные потоки в соответствии с количеством профильных труб в блоке, и за счет выравнивания давления во всех этих потоках при равных скоростях движения происходит преобразование этих маломощных потоков в ламинарный поток большой мощности, проходящий через вторую кассету электродов.

Недостатки: недостаточно высокое качество очистки жидкости, зарастание межэлектродного пространства камеры газонасыщения заряженными частицами загрязнений.

Технический результат: повышение качества очистки жидкости при исключении зарастания межэлектродного пространства загрязняющими веществами.

Технический результат в устройстве электрофлотационной очистки водных растворов содержащем корпус с камерой электрофлотации, блок электродов с источником электропитания, скребковый механизм, карман для флотошлама, достигается за счет того, что снабжено камерой напорной флотации, которая содержит прикрепленную к ней перфорированную трубу и внешний сатуратор, а камера электрофлотации содержит четное количество блоков электродов, при этом над блоками электродов расположены блоки ромбовидных ячеек.

Повышение качества очистки жидкости при исключении зарастания межэлектродного пространства загрязняющими веществами достигается за счет того что, устройство электрофлотационной очистки водных растворов заполняют чистой водой, включают внешний сатуратор, подают напряжение на блоки электродов, в камере напорной флотации через отверстия перфорированной трубы выделяется растворенный воздух в виде мелких пузырьков с размерами 100 мкм, обеспечивая режим напорной флотации. Входной поток очищаемой жидкости через входной патрубок подают в камеру напорной флотации. Частицы загрязнений размерами не менее 100 мкм в результате прилипания к ним пузырьков воздуха приобретают плавучесть и всплывают на поверхность жидкости и извлекается уже на этом этапе очитки. Из камеры напорной флотации, поток жидкости перемещается в камеру электрофлотации, равномерно распределяясь в нисходящем потоке через ромбовидные ячейки. В результате электролиза воды на блоках электродов выделяются газы - кислород водород, которые в виде мельчайших пузырьков размерами 10 мкм всплывают на поверхность воды, удерживая слой флотошлама, который с помощью скребкового механизма удаляют в приемный карман для флотошлама. При этом очищенная вода обеззараживается. Часть очищенной воды через патрубок поступает во внешний сатуратор, где происходит насыщение воды воздухом, а затем через отверстия перфорированной трубы в камеру напорной флотации. Благодаря конструкции блоков с ромбовидными ячейками, пространство между корпусом и блоком ромбовидных ячеек не забивается загрязняющими веществами, в отличие от использования прямоугольных ячеек в аналогах. В аналогах в режиме электрофлотации, при прохождении сквозь электроды загрязненной воды происходит зарастание межэлектродного пространства загрязняющими веществами, причем особенно быстро это происходит, если загрязняющие воду частицы обладают зарядом, а в заявляемом устройстве использование камеры напорной флотации позволяет очистить жидкость уже до режима электрофлотации.

По сравнению с чисто напорной флотацией, где объем рециркулируемой воды достигает 30% от производительности напорного флотатора в заявляемом устройстве объем рециркулируемой воды составляет не более 3% от производительности аппарата, что позволяет уменьшить его габаритные размеры по сравнению с напорным флотатором равной производительности, повысить качество очистки жидкости и гарантировать потоки 10 м3/ч через 1 м2 поверхности водного зеркала. Внутренний поток воды в камере электрофлотации 10 Qвнутр, равный произведению скорости движения жидкости на площадь поперечного сечения, состоит из суммы входного (выходного) потока Qцикл потока на рециркуляцию части жидкости Qвход.. Qвнутр=Qвход+Qцикл. В чисто напорных флотаторах Qцикл достигает до 30% от Qвход. В заявляемом устройстве это соотношение не более 3%. За счет этого, заявляемое устройство при равной производительности с напорными флотаторами обладает значительно меньшими габаритами и более высокой степенью очистки.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое устройство новым.

Возможность осуществления заявляемого устройства в промышленности позволяет признать устройство соответствующим критерию промышленной применимости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - изображено устройство электрофлотационной очистки водных растворов.

на фиг. 2 - изображены блоки ромбовидных ячеек.

Устройство электрофлотационной очистки водных растворов содержит корпус 1 с камерой напорной флотации 9, камерой электрофлотации 10, скребковый механизм 6. Камера напорной флотации 9 содержит прикрепленную к ней перфорированную трубу 4 и внешний сатуратор 3. Камера электрофлотации 10 содержит четное количество блоков электродов 2, выполненных преимущественно из платинированного титана или из нержавеющей стали, на которые через токовводы 5 подается постоянное напряжение, над блоками электродов 2 расположены блоки ромбовидных ячеек 8. Пространство между корпусом 1 и ромбовидными ячейками 8 не забивается загрязняющими веществами, в отличие от использования прямоугольных ячеек. Для удаления флотошлама, предусмотрен навесной скребковый механизм 6, который сгребает флотошлам в приемный карман 7.

Часть очищенной воды из камеры электрофлотации 10, через патрубок 14 поступает на внешний сатуратор 3 для насыщения воды воздухом, а затем через отверстия перфорированной трубы 4 в камеру напорной флотации 9.

Работа устройства.

Устройство электрофлотационной очистки водных растворов заполняют чистой водой, включают внешний сатуратор 3, подают напряжение на блоки электродов 2, в камере напорной флотации через отверстия перфорированной трубы 4 выделяется растворенный воздух в виде мелких пузырьков с размерами 100 мкм, обеспечивая режим напорной флотации. Режим течения жидкости в камере напорной флотации 9 турбулентный в восходящем потоке. Входной поток очищаемой жидкости через входной патрубок 11 подают в камеру напорной флотации 9. Частицы загрязнений размерами не менее 100 мкм в результате прилипания к ним пузырьков воздуха приобретают плавучесть и всплывают на поверхность жидкости и извлекается уже на этом этапе очитки.

Из камеры напорной флотации 9 поток жидкости поступает в камеру электрофлотации 10, равномерно распределяясь в нисходящем потоке через ромбовидные ячейки 8. Пространство между корпусом 1 и ромбовидными ячейками 8 не забивается загрязняющими веществами, в отличие от использования прямоугольных ячеек.

В камере электрофлотации 10 осуществляется режим электрофлотации при подаче на блоки электродов 2 через токовводы 5 постоянного напряжения. В результате электролиза воды на блоках электродов 2 выделяются газы, которые в виде мельчайших пузырьков размерами 10 мкм всплывают на поверхность воды, удерживая слой флотошлама, который с помощью скребкового механизма 6 удаляют в приемный карман 7 для флотошлама. Флотошлам выводится из электрофлотатора через патрубок для выхода флотошлама 12 самотеком.

Нисходящая скорость движения воды в камере электрофлотации 10 ограничена скоростью всплытия пузырьков газов электролиза 3 мм/с. Флотирующими газами являются газы электролиза воды, образующиеся при подаче на блоки электродов постоянного напряжения при эффективной плотности тока не более 20 мА/см2. Размер микропузырьков газов электролиза позволяет извлекать более мелкие частицы по сравнению с методом напорной флотации с одновременным обеззараживанием очищаемой воды. Режим течения жидкости ламинарный с нисходящим потоком. Очищенная вода выходит через патрубок для выхода очищенной воды 13. Часть очищенной воды через патрубок 14 поступает во внешний сатуратор 3, где происходит насыщение воды воздухом, а затем через отверстия перфорированной трубы 4 в камеру напорной флотации 9.

Использование заявляемого устройства позволит исключить зарастание межэлектродного пространства загрязняющими веществами и при этом повысить качество очистки жидкости.

Похожие патенты RU2699503C1

название год авторы номер документа
Электрофлотатор 2024
  • Миклашевский Николай Владимирович
  • Кадушкин Юрий Васильевич
  • Татаринов Данила Эдуардович
  • Олейник Роман Эльчинович
  • Шкода Олег Евгеньевич
RU2826356C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 2010
  • Золотников Андрей Александрович
  • Бомштейн Виктор Евгеньевич
  • Золотников Александр Николаевич
  • Бомштейн Евгений Викторович
RU2449950C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА НАПОРНОЙ ФЛОТАЦИЕЙ 2009
  • Аким Эдуард Львович
  • Смирнов Михаил Николаевич
  • Мандре Юрий Георгиевич
  • Коваленко Марина Викторовна
RU2418745C1
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ МЕМБРАННЫЙ БИОРЕАКТОР 2014
  • Мешенгиссер Юрий Михайлович
  • Ромашко Андрей Васильевич
RU2547498C1
СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1995
  • Лукьянов В.И.
  • Янковский А.А.
  • Соколов Л.И.
  • Тюкин В.Н.
  • Медиоланская М.М.
  • Лукьянов Е.В.
RU2091315C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Назаров Владимир Дмитриевич
  • Назаров Максим Владимирович
RU2340563C2
Установка для электрофлотационной очистки жидкости 1977
  • Литовко Владимир Иосифович
  • Крутько Вячеслав Сергеевич
SU703512A1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИЕЙ 2004
  • Литвинов Владимир Федорович
  • Кулакова София Ибрагимовна
  • Кулакова Светлана Геннадьевна
RU2268860C2
Двухкамерная электрофлотационная колонна 2020
  • Прохоров Константин Васильевич
RU2760549C1
ФЛОТАТОР 2006
  • Пономарев Виктор Георгиевич
  • Улановский Яков Бенедиктович
  • Ханнанов Рифкат Гаязович
RU2349553C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 699 503 C1

Реферат патента 2019 года УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области флотации и может использоваться для очистки водных растворов. Устройство электрофлотационной очистки водных растворов содержит корпус с камерой электрофлотации, блок электродов с источником электропитания, скребковый механизм, карман для флотошлама. Устройство снабжено камерой напорной флотации, которая содержит прикрепленную к ней перфорированную трубу и внешний сатуратор. Камера электрофлотации содержит четное количество блоков электродов. Над блоками электродов расположены блоки ромбовидных ячеек. Технический результат - повышение качества очистки жидкости за счет исключения зарастания межэлектродного пространства загрязняющими веществами. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 699 503 C1

Устройство электрофлотационной очистки водных растворов, содержащее корпус с камерой электрофлотации, блок электродов с источником электропитания, скребковый механизм, карман для флотошлама, отличающееся тем, что снабжено камерой напорной флотации, которая содержит прикрепленную к ней перфорированную трубу и внешний сатуратор, а камера электрофлотации содержит четное количество блоков электродов, при этом над блоками электродов расположены блоки ромбовидных ячеек.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2699503C1

ЭЛЕКТРОФЛОТАТОР С УСТРОЙСТВОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА ЖИДКОСТИ В ЛАМИНАРНЫЙ 2011
  • Бородин Михаил Владимирович
RU2459667C2
Горизонтальный электрофлотатор 1983
  • Лонский Олег Васильевич
  • Иванова Галина Ивановна
SU1100238A1
Электрофлотатор для выделения биомассы из культуральной жидкости 1985
  • Котелев Вадим Витальевич
  • Рудаков Александр Константинович
  • Кузнецов Борис Куприянович
  • Платонов Анатолий Васильевич
  • Орловский Валерий Иванович
SU1286624A1
Автоматический прибор для вычерчивания плана и профиля пройденного пути 1933
  • Головченко А.Н.
SU34162A1
Машина для изготовления обуви типа "Парко" 1948
  • Ковейно И.А.
SU79547A1
WO 1994011308 A1, 26.05.1994.

RU 2 699 503 C1

Авторы

Евсеев Евгений Павлович

Даты

2019-09-05Публикация

2018-09-06Подача