Устройство для очистки сточных вод Советский патент 1984 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/20 C02F103/16 

Изобретение относится к электрохи мической очистке сточных вод, содержащих ионы тяжельк металлов (ИТМ), например ионы шестивалентного хрома, никеля, цинка, кадмия, и может быть использовано при очистке сточньгх вод гальванических производств металлообрабатывагощей;, машиностроительной и других отраслей промьшленности. Наиболее эффективными при очистке сточных вод являются электрохимические способы, в частности электрокоагуляцией . Известен аппарат для очистки сточ ных вод элегстрокоагуляциеЙ5 содержащий корпусj с размещенными в нем пла тинчатыми электродами, разделенными диэлектрическими прокладками Cli. Недостатком известного решения яв ляется большой расход энергии на обработку воды, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат, состоящий из коаксиально расположенных оди относительно другого отстойников с установленной в них кольцевой перего родкой, и ЦИРКУЛЯПЗНОННОЙ трубы, БЬШО неннсй разъемной из двух секций,.Обе секции циркуляционной трубы установлены с кольцевым зазором и связаны между собой общим коллектором, соеди ненным с патрубком дпя подачи сточно воды. Кольцевой зазор расположен таким образом, что сточная вода поступает в аппарат на расстоянии не мене половины его диаметра над растворимь; ми электродамир которые установлены в нижней секции 1щркуляционной трубы Нижняя стенка циркуляционной трубы отделена от верхней конусообразной перегородкой с отверстием в вершине для прохода воды. Отверстие перекрывается обратным гшапаном, установлен ным свободно перемещающимся в вертикальном направлеЕ-шн. на направляющем стержне; клапан имеет спиральные или винтовые пазы, В полости перегородки размещен наконечник трубопровода,, соединеннь й посредством эжектора и электроклапана с патрубком для подачи части загрязненной жидкости. В отстойник вмонтированы патрубки ддия .отвода очищенной воды; один из которых подсоединен с помощью трубопрово да и эжектнрующего устройства с ниж ней секир ей циркуляционной трубы. Отстойник снабжен тагасе патрубками для отвода шлама и пены, В верхней 0. I части отстойника установлено пеноулавливающее устройство, состоящее из установленного на поворотной штанге трубопровода, на одной из консоли которого размещен эжектор и пенозаборник 123, Недостатком известного аппарата является наличие застойной зоны в циркуляционной трубе над перегородкой в результате чего теряется значительная часть (до 20%) генерированного электрохимическим путем коагулянта. Кроме того 5 конструкция обратного клапана не обеспечивает бесперебойной его работы, так как возможно налипание- примесей на направляющий стержень, из-за чего затрудняется перемещение обратного клапана. Ввод сточной воды под клапаном приводит к тому, что в области над электродами часть примесей взаимодействуют с коагулянтом и уже в этой области образуют крупные агрегаты, осаждающиеся на дно аппарата или прилипающие к поверхности электродов, затрудняя их растворение с Кроме того, конструк ция аппарата не позволяет работать при 6ольпл-1х скоростях воды, что делает его малопроизводительным, все это ведет к значительному расходу электроэнергии, а таюке материалов электрода для того, чтобы обеспечить требуемую степень очистки обрабатываемой воды. Целью изобретения является снзтасение расхода электроэнергии на обработку воды и сокращение расхода материала электродов. Поставленная цель достигается тем, что в. устройстве для очистки -сточных вод, содержащем электродную камеру с растворимыми электродами, патрубки ввода и вывода и отстойник, электродная камера вьтолнена из двух секций разного сечения, размещенных коаксиально одна над другой, причем ввод верхней секции соединен с выводом нижней, сечение верхней в 20-25 раз больше сечения нижней , а длина электродов в верхней секции в 2-3 раза больше длинь электродов в нилснейз вьшоды обеих секций имеют приспособление для ускорения потока обрабатываемых вод, между верх ней и нижней секциями размещен перфорированный рассекатель, а патрубок ввода размещен в нижней части. Кроме того, вывод верхней секции выполнен в виде седла клапана, а приспособление для ускорения потока выполнено в виде клапана и установлено с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси. Вывод нижней секции выполнен конусным, а приспособление для ускорения потока вьшолнено в виде стержней треугольного сечения, причем вершина треугольника направлена вниз. Процесс ведут в непрерывном потоке воды в двух следующих одна за дру гой стадиях, что обеспечивает возмож ность проведения процесса в режиме, при котором возможно беспрепятственное растворение, и минимально возмож ный расход электроэнергии. Выполнение камер разными по сечению и соответственно размещение в них электроД(в разной длины позволяет изменять скорость потока и время обработки в секциях электродной камеры, что приводит к уменьшению расхода энергии на обработку воды. Вьшоды обеих секций снабжены устройствами для ускорения потока обрабатьшаемой воды, что способствует коагуляции коллоидных частиц, исключает осаждение примесей на поверхнос ти электродов. Размещение между электродными сек циями стержней прямоугольного сечени служит не только для обеспечения рав номерности потока воды по своему сечению электродной камеры, но и для ускорения потока воды на выходе из электродной камеры, что предотвращает засорение электродов продуктами электролиза. Вывод из верхней камеры выполнен .в виде седла клапана, а приспособлерше для увеличения скорости потока выполнено в виде клапана по форме седла клапана и установлено в послед нем с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси электродной камеры, это позволяет увеличивать скорость потока воды на выходе из верхней электродной камеры, регулировать ско рость потока, в результате чего увеличивается скорость коагуляции приме сей и исключается загрязнение электр На чертеже изображено устройство, общий вид. Устройство для очистки сточных во содержит электродную камеру 1 (верхнюю) с электродами 2 и коаксиально под ней установленную нижнкио электро ную камеру 3 с электродами 4. Дно 5 нижней электродной камеры 3 выполнено конусным и в нем установлен ввод 6 обрабатываемой воды, который выполнен в виде конуса, основание которого направлено в сторону электродов 4, а к конусу присоединен тангенциально патрубок 7 ввода, соединенный посредством задвижки 8 с трубопроводом 9 подачи сточной воды на обработку в устройство. Между нижней электродной камерой 3 и верхней электродной камерой 1 установлен выполненный перфорированным, рассекатель 10 потока воды. Рассекатель 10 может быть выполнен в виде изогнутого выпуклостью вверх перфорированного листа. Под рассекателем 10 размещено приспособление для ускорения потока, выполненное в виде закрепленных в верхней части межэлектродного пространства нижней электродной камеры 3 стержней 11 треугольного сечения, причем вершина треугольника направле- на вниз. Вывод из верхней электродной KaMe-ры 1 выполнен в виде седла 12 клапана 13 и снабжен приспособлением для ускорения скорости потока. Это приспособление выполнено в виде клапана 13 по форме седла 12 и установлено в седле 12с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси электродной камеры 1. Выходное отверстие седла 12, . вывод электродной камеры 1 посредством сборной емкости-14 и трубопровода 15 соединен с отстойником (на чертеже не показан). Дно нижней электродной камеры 3 снабжено патруб ком 16 вывода шлама. Выполненное в виде конуса дно 5 нижней электродной камеры выполняет функции отстойника нижней электродной камеры 3. Верхняя электродная камера 1 в нижней части снабжена отстойником 17. который вьшолнен кольцевым и имеет патрубок 18 вывода шлама. Клапан 13 может управляться вручную посредством, например, штурвала 19, или автоматически посредством привода (не показано). Вьшод из нижней электродной камеры имеет направляющие 20 потока, которые установлены под рассекателем 10. Электроды 2 и 4 выполнены растворимыми. Устройство для очистки сточных вод работает cлeдyюшJ м образом.

$ 11

По трубопроводу 9 через открытую задвижку 8 патрубком 7 подлежащую очистке сточную воду подают через ввод 6 в нижнюю электродную камеру 3 Благодаря тому, что патрубок 7 встроен во ввод 6 тангенциально, поступающая вода закручивается и, выходя из выполненного в виде конуса ввода 6, равномерно заполняет все сечение ниж ней камеры 3. Такая подача сточной воды для обработки в нижнюю камеру .3 способствует наиболее эффективному использованию рабочей п-пощади электродов 4, так как максимально исключаются создания застойных зон обрабатьюаемой воды.

На выходе из нижней электродной камеры 3 обрабатываемая сточная вода проходит приспособление для увеличения скорости потока, т.е. обтекает установленные в верхней части межэлёктродного пространства стержни 11, тем самым скорость воды на выходе увеличивается.

Направляющие 20 потока и рассекатель 10, выходящий из нижней электродной камеры 3 потока обрабатываемой воды, равномерно распределяют по всему сечению верхней электродной камеры 1. Пройдя верхнюю электродную камеру 1, обрабатываемая вода проходит в зазор, образуемый клапаном 13 и его седлом 12, и поступает в сборную емкость 14, откуда очищенная вода по трубопроводу 15 отводится в отстойник (не показано), а если удовлетворяет нормам, то сбрасывается в водоем.

Процесс очистки воды ведут в непрерывном потоке в двух следующих одна непосредственно за другой стади6

ях, ведупщхся сначала в нижней электродной камере 3, а -затем в верхней 1. В нижней электродной камере 3 происходит образование основных продуктов реакции при большой скорости потока относительно электрода и значительной плотности тока. В верхней электродной камере 1 при малых скоростях потока и малых плотностях тока

в спокойном режиме происходит доочистка воды.

Пример. Приготовленную сточную воду, содержащую 100 мг/л хрома, подают в лабораторный образец устройства по патрубку 7, при этом скорость потока и время пребывания в секциях изменяют за счет изменения соотношения сечений секций и. длин электродов, изменения поло7(сения клапана относительно его седла, а также управлением задвижкой.

В таблице представлены параметры электрохимической очистки хромсодержащих сточных вод по предлагаемому

способу (начальное содержаниеС г (У1). 100 мг/л).

Как видно из таблицы наиболее приемлемыми параметрами, обеспечивающими высокое качество очистки воды от

хрома при минимуме расхода электроэнергии и материала электродов, яв.ляются V, 0,3-0,5 ммин;Уг 0,01,.м/мин; г,10-20,с; tj 600-800 с, соответствующее соотношение размеров сечений верхней секции к нижней 20-25:1, а соотношение длин электродов в ник соответственно 2-3:1.

Применение изобретения позволяет добиться снижения энергозатрат и расхода материалов электродов при сохранении высокой степени очистки воды.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод, содержащее электродную камеру с растворимыми электродами, патрубки ввода и вывода и отстойник, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода энергии на очистку и сокращения расхода материалов электродов, электродная камера выполнена из двух секций разного сечен 1я, расположенньк коаксиально одна над другой, причем ввод верхней секции соединен С выводом -нижней, сечение верхней секции в 20-25 раз больше сечения нижней, длина электродов в верхней секции в 2-3 раза больше длины электродов в нижней секции, выводы обеих секций имеют приспособление для ускорения потока обрабатываемых вод, между верхней и.нижней секциями размещен перфорированный рассекатель, а патрубок ввода расположен в нижней секции. г 2.Устройство по п. 1, о т л и (О чающееся тем, что вывод верхней секции выполнен в виде седла клапана, а приспособление для ускорения потока выполнено в виде клапана и о установлено с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси. 3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что вывод нижней секции выполнен конусным, а при00 00 Од способление для ускорения потока выполнено в виде стержней треугольного сечения, причем вершина треугольника направлена вниз.

92

0,205 0,220

93

100 0,225

91 0,17