Электролизер для очистки сточных вод Советский патент 1984 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/00 

4 СО f Изобретение относится к электрохимической очистке воды и может быт использовано для очистки природных и производственных сточных вод. Известен электрокоагулятор для очистки вод, включающий корпус с дном, на котором размещены анодный токопровод, стружечный анод и над ним перфорированный V-образной формы катод, патрубок ввода воды, размещенный в верхней части корпуса и соединенный с центром катода, и патрубки вывода, установленные на б ковых стенках корпуса в верхней его части. В данном устройстве исходная вод подается сверху вниз и через отверстия в катоде поступает в межэлектро ньй зазор, а затем .отводится через патрубки вывода tl 3« Недостатком данного устройства является осаждение на стружечном аноде гидроксидов . вследствие того, что в процессе работы электрокоагул тора растворение стружечного анода происходит не только в верхней его части, но и в нижних слоях, а поско ку фильтрация очищаемой воды через стружечный анод отсутствует, то гид роксиды осаждаются на стружках в толще анода. Это приводит к постепенному снижению выхода металла по току и, соответственно, к увеличению расхода электроэнергии на очист ку воды. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому эффекту является электролизер,включающий цилиндрический корпус с перфорированным днищем, катод, выполне ный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, стружечный анод, раз мещенный внутри корпуса в цилиндрической перфорированной мембране из диэлектрического материала,.установ ленной коаксиально катоду, анодньй токопр.овод, установленный в центре стружечного анода по всей его высоте, и камеру подачи исходной воды, размещенную под перфорированньм дни щем корпуса. В данном устройстве поступающая на очистку вода подается в камеру подачи, откуда через перфорированное днище поступает внутрь корпуса, где она насьщается ионами металла и затем отводится на дальнейшую обработку. В процессе электролиза в 132 камеру подачи одновременно с водой подается воздух для окисления растворившегося металла и удаления образовавшихся гидроксидов в толще стружечного анода С2. Недостатком известного электролизера является пассивация катода в результате образования на нем осадка гидроксидов кальция и магния, а также пассивация стружечного анода, которая происходит в результате образования на его поверхности окисла типа FejO. Это приводит к повышению удельных затрат на обработку воды за счет роста напряжения на электродах. Кроме того, необходимость подачи большого количества воздуха в электролизер также требует значительных затрат энергии. Целью изобретения является сниже-, ние энергозатрат на процесс очистки воды. Указанная цель достигается тем, что в электролизере для очистки сточных вод, содержащем цилиндрический корпус, катод, выполненный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, стружечный анод, размещенный внутри корпуса в цилиндрической перфорированной мембране из диэлектрического материала, установленной коаксиально катоду, анодный токопровод, установленный в центре стружечного анода по всей его высоте, и камеру подачи исходной воды, размещенной в нижней части корпуса, анодный токопровод выполнен в виде полого перфорированного, вала, соединенного с трубопроводом подачи электролита и снабженного приводом вращения с эксцентриком, причем цилиндрическая мембрана снабжена сплошным днищем, жестко закрепленным на анодном токопроводе скребками, закрепленными на ее наружной поверхности, и прижимным диском в верхней части. На чертеже представлен предлагаемый электролизер, продольный разрез. Электролизер состоит из корпуса 1 цилиндрической формы, катода 2, выполненного в виде полого цилиндра, установленного вплотную к стенкам корпуса 1, стружечного анода 3, раз мещенного в цилиндрической сетке 4 из диэлектрического материала,установленной коаксиально катоду, полого перфорированного вала 5, установленного в центре стружечного анода 3 и 3 являющегося анодным токопроводом, привода 6 с эксцентриком 7 для вращения вала 5, камеры 8 подачи исход ной воды с подводящим трубопроводом 9, трубопровода 10 для отвода обработанной воды и трубопровода 11 для подачи электролита. Цилиндричес кая сетка 4 установлена на сплошном днище 12, жестко закрепленном на валу 5, а на ее наружной поверхности закреплены скребки 13 для снятия отложений-с катода, выполненные, например, в виде щеток из нержавеющей стали. В верхней части стружечного анода 3 расположен прижимной диск 14. Электролизер работает следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 9 подается в камеру 8 подачи, откуда она поступает в межэлектродное пространство 15 и затем, насыщенная хлопьями подроксидов железа, получа мых в результате электрохимического растворения стружечного анода 3, от водится по трубопроводу 10. Одновре менно с подачей исходной воды по трубопро}1оду 11 подается электролит (О,1-0,2%-ный раствор соляной кисло ты), который через отверстия 16 в валу 5 поступает в межстружечное пространство анода 3. Расход электр лита при этом 1-200 расхода поступающей на очистку воды. После 4-5 ч работы включается привод 6, который обеспечивает вращ 34 ние вала 5 с стружечным анодом 3. При этом с помощью скребков 13 счищаются отложения с катода 2. Одновременно благодаря эксцентрику 7 производится встряхивание стружечного анода 3, в результате чего происходит его уплотнение, чему способствует прижимной диск 14. Включение привода 6 необходимо не чаще одного раза каждые 4-5 ч на 1-2 мин. При растворении анода на 10-20% прижимной диск 14 вынимается и образовавшаяся пустота заполняется новыми стружками, причем этот процесс можно вести,не останавливая работы электролизера. Введение кислого электролита в межстружечное пространс,тво анода 3 препятствует его запшамлению ги,чроксидами и устраняет пассиванию. Причем исходная величина рН при этом почти не меняется за счет разрядки ионов водорода на катоде. В результате процесс очистки воды ведется .достаточно длительное время при параметрах, близких к начальньм. Проводились испытания известного и предлагаемого электролизеров. На очистку подавалась воДа, содержащая ионы шестивалентного хрома, при этом в процессе очистки на обоих электролизерах достигается 100%-ный эффект очистки. Параметры очистки приводятся в таблице.

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащий цилиндрический корпус, катод, вьтолненный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, цилиндрическую перфорированную мембрану, установленную коаксиально катоду, заполненную металлической стружкой и снабженную анодным токопройодом, и камеру подачи исходной воды, размещенной в нижней части корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозат -рат на процесс очистки, анодный токопровод выполнен в виде полого перфорированного вала, соединенного с трубопроводом подачи электролита и снабженного приводом вращения с эксцентриком, мембрана снабжена сплошным днищем, жестко закрепленным на анодном токопроводе скребками, закрепленными на ее наружной поверхности, и прижимным диском.

Как видно из таблицы,в предлагаемом электролизере расход электроэнергии, по сравнению с известным, сокращен в среднем на 20%.

/

Fyg,

////////