Многокамерный электрокоагулятор Российский патент 2021 года по МПК C02F1/463 

Изобретение относится к технике очистки водных сред, а именно: природных вод из поверхностных и подземных источников для питьевого водоснабжения, может быть использовано для очистки особозагрязненных промышленных стоков в машиностроительной, нефтегазодобывающей и перерабатывающей областях, очистки хозяйственно-бытовых и ливневых стоков с целью их повторного использования в оборотном цикле водоснабжения.

Известен электрокоагулятор выбранный в качестве прототипа заявляемого технического решения патент № 2151104. Известный электрокоагулятор содержит корпус с размещенными в нем вертикальными пластинчатыми, растворимыми электродами (катодом и анодом) электрокоагулятора и нерастворимыми, неизолированными электродами электромагнитных систем, разделенных перегородками на камеры футерованные электронепроводящим материалом, сообщенными между собой при помощи отверстий для протока очищаемой воды. В одной из камер размещены вертикальные пластинчатые, растворимые электроды электрокоагулятора, на которых выполнены прорези и при виде на плоскость электрода, он имеет вид зигзага. В других камерах, расположенных по обе стороны от первой камеры, размещены электромагнитные системы из нерастворимых и неизолированных плоских электродов. При этом одни нерастворимые и неизолированные, лентообразные, плоские электроды выполнены в виде П-образных зигзагов, в пространстве которых, как бы охватывая, перпендикулярно установлены другие нерастворимые и неизолированные вертикальные плоские электроды, которые образуют соленоид.

Недостатком известного аналога является низкая производительность устройства и не достаточная эффективность обработки воды.

Технический результат изобретения – комплексное воздействие изобретения на структуру водной системы на молекулярном уровне позволяет многокамерному электрокоагулятору работать каждой отдельно взятой камере на низких плотностях тока и низком приложенном номинальном потенциале 3 – 15 В, но не более 30 В и при этом достигать высоких эффектов при очистке воды и стоков, что и обеспечивает высокую производительность устройства и эффективную обработку воды.

Технический результат достигается многокамерным электрокоагулятором, который содержит корпус, подводящий патрубок и отводящий лоток, крышку со штуцером, подводящие кабели источника питания постоянного тока, отличающийся тем, что емкость корпуса разделена перегородками на камеры, которые сообщены между собой окнами перетока, в каждой камере установлены в пазы футеровки вертикальные растворимые электроды, при этом в нижней части в окне перетока из одной камеры в следующую по ходу движения воды установлены катушки электромагнитной системы в виде соленоидов, витки которых одного плеча охватывают другое плечо с витками, выполненных из неизолированного нерастворимого материала.

Катушки соленоидов одного плеча перпендикулярны виткам другого плеча катушки и образуют при своей работе два взаимосвязанных перпендикулярных друг к другу электромагнитных поля.

Приложенный потенциал к растворимым электродам идентичен потенциалу приложенному к катушкам соленоида электромагнитной системы.

В заявляемом многокамерном электрокоагуляторе для очистки водной среды, содержащем корпус разделенный перегородками на отдельные камеры, с размещенными в каждой камере вертикально установленными пластинчатыми растворимыми электродами, а в нижней части, в окне перетока из одной камеры в следующую, установлены нерастворимые катушки, образующие соленоид, одно плечо первой катушки которого как бы охватывает другое плечо второй катушки соленоида, витки которых могут быть выполнены с изоляцией и без изоляции из нерастворимого материала. Многокамерный электрокоагулятор может иметь 4 и более камер с установленными вертикально растворимыми электродами и, имеет на перетоке из одной камеры в другую в нижней части электромагнитную систему выполненнную из двух катушек в виде соленоидов, при этом витки одного плеча катушки перпендикулярны виткам другого плеча катушки и образуют при своей работе два взаимосвязанных перпендикулярных электромагнитных поля.

Многокамерный электрокоагулятор для очистки воды, представлен на фигурах 1-3.

Фиг. 1 - вид спереди, разрез.

Фиг. 2 - вид слева, разрез.

Фиг. 3 - вид сверху, разрез.

Многокамерный электрокоагулятор для очистки воды содержит корпус 1 емкость которого разделена перегородками 2, 3 и 4 на камеры 5, 6, 7 и 8, подводящий патрубок 9 и отводящий лоток 10. Камеры 5, 6, 7, 8 футерованы электроизолирующим материалом 11, в камерах 5, 6, 7, 8 размещены вертикальные пластинчатые растворимые электроды 12 с приваренными к ним в виде штырей токопроводами 13, собранные в единую схему шинами 14, которые подключаются к источнику постоянного тока с напряжением от 3 до 36 В. В нижней части на перетоке воды из камеры 5 в камеру 6 и из камеры 7 в камеру 8, установлены в окнах перетока катушки 15, 16 и 17, 18 электромагнитой системы в виде соленоидов витки которых, одного плеча, охватывают другое плечо с витками, кроме этого витки катушек соленоидов 15, 16 и 17, 18 одного плеча перпендикулярны виткам другого плеча катушек и образуют при своей работе два взаимосвязанных, перпендикулярных друг к другу электромагнитных поля. Катушки 15, 16 и 17, 18 соленоидов выполнены из круглого, неизолированного, нерастворимого материала. Катушки 15, 16 и 17, 18 подключены к источнику питания с выходными характеристиками по напряжению и току равным характеристикам подаваемого напряжения на пластины растворимых электродов 12. Также на корпусе 1 выполнены из изолирующего материала сальники 22, 23 для прохода кабелей питания электродов 12 и катушек электромагнитной системы 15, 16 и 17, 18.

Работает многокамерный электокоагулятор следующим образом: исходная обрабатываемая вода по патрубку 6 подается в верхнюю зону камеры 5 с вставленными в пазы футеровки 11 растворимыми электродами 12. Зазор между электродами принят 8 – 12 мм, в зависимости от качества обрабатываемой воды или стоков. Пройдя камеру 5 с электродами 12 вода в нижней части камеры 5 движется к окну перетока. В окне перетока воды вмонтированы катушки электромагнитной системы 15, 16 в виде соленоидов в которых, под действием прилагаемого потенциала равного потенциалу на клеммах растворимых электродов, наводится электромагнитное поле, причем в пространстве эти поля двух катушек взаимосвязаны и перпендикулярны друг к другу, что очень важно, при воздействии на живые микроорганизмы перпендикулярных электромагнитных полей, данные микроорганизмы надежно погибают. Также при воздействие данных полей на частичку гидроокиси ранее растворенного металла, данная гидроокись быстро за 1 -2 мин образует крупные хлопья взвеси. Далее вода переходит в камеру 6 с вставленными, растворимыми электродами 12 по аналогии с камерой 5, в верхней части камера 6 объединяется с камерой 7 и частично обработанная вода через верхнее окно пертекает в камеру 7 с вставленными по аналогии камер 5, 6 растворимыми электродами 12, образовавшийся газ при работе растворимых электродов 12 отводится через штуцер 20 прикрепленный к крышке 19. Трижды прошедшая обработку в камерах 5, 6, 7 с растворимыми электродами 12 вода повторно в нижней части между камерами 7 и 8 входит в окно перетока с размещенными в нем катушками электромагнитной системы 17, 18, к катушкам 17, 18 подается потенциал напряжения равный потенциалу подаваемому на растворимые электроды 12 камер 7 и 8. Практическая работа однокамерных электрокоагуляторов показала, что при обработке воды в однокамерном электрокоагуляторе очень трудно достичь необходимого результата по коагуляции загрязнений, при повышении тока на электродах идет неоправданно быстрое растворение электродов, при снижении тока не достигается результат очистки воды и стоков, кроме того идет зарастание электродов оксидным слоем блокирующим процесс растворения. При устройстве многокамерного коагулятора совместно с электромагнитной системой эти негативные процессы устраняются, электрод практически не обрастает оксидным слоем, срок службы растворимых электродов возрастает в 4 – 7 раз от 2 месяцев до 12 – 18 месяцев, процесс коагуляции и удаления растворимых веществ возрастает в несколько раз по сравнению с однокамерным электрокоагулятором. Далее многократно обработанная вода при выходе из окна с катушками 17, 18 уходит в камеру 8 с растворимыми электродами 12, практически скоагулированные загрязнения с камеры 8 движутся вверх к отводящему лотку 10. В результате многократного комплексного воздействия в поле растворимых электродов и в электромагнитном поле катушек 15, 16, 17, 18 соленоида выполненных из нерастворимых и неизолированных проводников, растворимые загрязнения в объеме воды образуют мощные и крупные хлопья взвеси, скорость их дальнейшего осаждения резко возрастает по сравнению с классической, традиционной схемой электрокоагуляционной обработки, что позволяет достичь глубокой очистки воды и стоков от трудноудаляемых, хорошо растворимых веществ. Конструктивные исполнения камер и катушек соленоида электромагнитной системы в едином корпусе 1 многокамерного электрокоагулятора, позволяют оказывать воздействие на водные системы в непрерывном процессе электрообработки, причем электрически связанных между собой через водный объем обрабатываемой воды всех выше заявленных камер электрокоагулятора.

Изобретение относится к технике очистки водных сред, а именно природных вод из поверхностных и подземных источников для питьевого водоснабжения, также может быть использовано для очистки загрязненных промышленных стоков в машиностроительной, нефтегазодобывающей и перерабатывающей областях, очистки хозяйственно-бытовых и ливневых стоков с целью их повторного использования в оборотном цикле водоснабжения. Многокамерный электрокоагулятор содержит корпус, подводящий патрубок и отводящий лоток, крышку со штуцером, подводящие кабели источника питания постоянного тока. Емкость корпуса разделена перегородками на камеры, которые сообщены между собой окнами перетока. В каждой камере установлены в пазы футеровки вертикальные растворимые электроды, при этом в нижней части в окне перетока из одной камеры в следующую по ходу движения воды установлены две катушки электромагнитной системы в виде соленоидов, выполненные из неизолированного нерастворимого материала, при этом витки плеча одной катушки охватывают витки плеча другой катушки. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой производительности устройства и эффективной обработки воды. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Многокамерный электрокоагулятор, содержащий корпус, подводящий патрубок и отводящий лоток, крышку со штуцером, подводящие кабели источника питания постоянного тока, отличающийся тем, что емкость корпуса разделена перегородками на камеры, которые сообщены между собой окнами перетока, в каждой камере установлены в пазы футеровки вертикальные растворимые электроды, при этом в нижней части в окне перетока из одной камеры в следующую по ходу движения воды установлены две катушки электромагнитной системы в виде соленоидов, выполненные из неизолированного нерастворимого материала, при этом витки плеча одной катушки охватывают витки плеча другой катушки.

2. Многокамерный электрокоагулятор по п. 1, отличающийся тем, что витки плеча одной катушки перпендикулярны виткам плеча другой катушки и образуют при своей работе два взаимосвязанных перпендикулярных друг к другу электромагнитных поля.

3. Многокамерный электрокоагулятор по п. 1, отличающийся тем, что приложенный потенциал к растворимым электродам идентичен потенциалу, приложенному к катушкам соленоидов электромагнитной системы.