Электрокоагулятор Советский патент 1988 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/20 

О5

4

4 М

//

//

к-оподводом. На внешней поверхности короба 9 размещена диафрагма II, разделяющая коагулятор на анодную и катодную камеры, причем к наружной поверхности диафрагмы 11 плотно примыкает второй перфорированный металлический короб 12, служащий дополнительным катодомо В нижней части корпуса 1

размещен патрубок 13 с вентилем для регулирования подачи индифферентного электролита в катодную камеру, а в. верхней части размещена выходная камера 14 для смешения потоков и регулирования значения рН очищенной воды, которая отводится через выходные патрубки 15о 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от ионов тяжелых метал- лоВо Цель изобретения - повышение степени очистки и обеспечение возможности получения осадка с магнитными свойствами о Электрокоагулятор состоит из корпуса 1 с патрубком 2 для ввода очищаемой воды, соединенного с центром V-образного перфорированного катода 3. В расширенной-части патрубка 2 расположена сферическая загрузка 4 из спеченных истирающих- ся частиц магнетита, размещенная внутри соленоида 5, подключенного к источнику переменного тока о Под катодом 3 размещен растворимый стружечный анод 6, отделённьш от V-образного катода с помощью диэлектрических полосок 7 и диэлектрической сетки 8 Стружечный анод 6 размещен в перфорированном коробе 9 из анодно-нераст- воримого металла, на внутренней боковой поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка 10, отделяклцая катод 3 от боковых стенок короба 9, дно которого непосредственно контактирует со стружечной загрузкой, являясь анодным тоi (Л

1

Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Цель изобретения - повьшение степени очистки и обеспечение возможнос- .ти получения осадка с магнитными свойствами о

На чертеже схематично изображен предлагаемый электрокоагулятор.

Электрокоагулятор состоит из корпуса 1, снабженного патрубком 2 для ввода очищаемой воды, соединенного с центром V-образного перфорирован- кого катода 3. В расширенной части патрубка 2 расположена сферическая загрузка 4 из спеченных истирающихся частиц магнетита, размещенная внутри соленоида 5, подключенного к источни ку переменного тока. Под катодом 3 размещен растворимый стружечный анод 6, отделенный от V -образного катода с помощью диэлектрических полосок 7 и диэлектрической сетки 8.

Стружечный анод б размещен в перфорированном коробе 9 из анодно-нерастворимого металла, на внутренней боковой поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка 10, отделякяцая катод 3 от боковых стенок короба 9, дно которог непосредственно контактирует со стружечной загрузкой, являясь анодным токоподводом. На внешней поверхности короба 9 размещена диафрагма 11, разделяющая электрокоагулятор на анодную и катодную камеры, причем к наружной поверхности диафрагмы 11 плотно примыкает второй перфорированный металлический короб 12, служащей дополнительным катодом. Перфорация в стенках и дне коробов 9 и 12 вьшолне

0

0 5

О

5

на сооснойо В нижней части корпуса 1 размещен патрубок 13с вентилем для регулирования подачи индифферентного электролита в катодную камеру, а в верхней части, размещена выходная камера 14 для смешения потоков и регулирования значения рН очищенной воды, которая отводится через выходные патрубки 15.

Электрокоагулятор работает следующим образом.

Очищаемая вода, содержащая ионы тяжелых металлов - хрома шестивалентного, никеля, цинка и др. - подается через входной патрубок 2„ Одновременно через патрубок с вентилем 13 подается раствор индифферентного электролита в катодную камеру электрокоагулятора. В качестве индифферентного электролита может быть использован 1-2%-ный раствор хлорида натрия или очищенная вода после ее осветления, например, путем отстаивания и фильтрования. При включении соленоида 5 за- грузка 4 ;из предварительно намагниченных до насыщения спеченных истирающихся сферических частиц магнетита образует магнитоожиженный слой. При этом благодаря хаотическому движению и взаимному столкновению частиц загрузки происходит их истирание и попадание мелких затравочных кристаллов магнетита в поток очищаемой воды. Путем изменения напряжения переменного тока, текущего в соленоиде, осуществляется регулирование интенсивности хаотического движения частиц и дозирование затравки магнетита. После прохождения через магнитоожиженный слой очищаемая вода поступает сквозь отверстия в центре V-образного катода 3, протекает в межэлектродном зазоре

параллельно полоскам 7 и через отверстия на периферии катода 3 проходит вверх, переливаясь в камеру 14 смешения, откуда через патрубки 15 выводит

ся из аппарата При прохождении постоянного тока между стружечным анодом 6 и V-образным катодом 3, а также дополнительным катодом 12 происходит растворение стальной стружки с образованием ионов двух- и трехвалентного железа, которые реагируют с ионами тяжелых металлов, содержащимися в воде По мере растворения верхнего прикатодного слоя стружечного анода 6 катод 3 опускается вместе с патрубком 2 под действием силы тяжести, чему способствует значительная масса обмотки соленоида При опускании катода сохраняется необходимый межэлектродный зазор и в работу включаются нижележащие слои стружечного анода, что обеспечивает непрерьшную работу электрокоагулятора о Одновре

менно с растворением стружечного ано- 25 в поток очищаемой воды.

да 6 благодаря разделению диафрагмой Преимуществами предлагаемого элект11 электрокоагулятора на анодную и рокоагулятора по сравнению с прототиэлектрокоагулятора на анодную и катодную камеры и наличию нерастворимого анода 9 происходит подкисление воды в анодной камере в объеме стру- жечн ого анода 6, что затрудняет за- шламление анода о Зашлампение анода предотвращается также благодаря направлению потока очищаемой воды через межэлектродный зазор у V-образного катода 3, минуя стружечную загрузку. Подкисленная вода, прошедшая обработку в анодной камере электрокоагулято- ра, выйдя через отверстия в катоде 3, попадает в камеру 14 смешения, где смешивается со щелочным электролитом из катодной камеры. Путем регулирования вентилем соотношения расходов католита и анолита достигается необходимое значение рН очищенной воды.

Благодаря наличию в очищаемой- воде затравочных кристаллов магнетита и подогреву ее теплом, вьделяемым в обмотке соленоида, ионы двух - трехвалентного железа, образующие при анодном растворении стружечной загрузки и частичном окислении ионов Fe ионами шестивалентного хрома или растворенным в воде кислородом, взаимодействуют между собой по реакции; Fe« + 2НГе5 ч- 80Г- Ееэ04+ 4Н2.0,

В результате этой реакции происходит ферритизация твердой фазы суспензии, выходящей из электрокоагулятора.

пом являются: уменьшение благодаря повышенной гидравлической крупности

30 размеров и производственных площадей под оборудование и элементы сооружений для отстаивания уплотнения и обезвоживания осадка; возможность использования магнитного поля для ускорения процессов отделения ферри- тизированного осадка; сокращение затрат на складирование и захоронение ферритизированного осадка благодаря его большой химической стойкости к

. процессам вымывания различными водами вследствие внедрения ионов тяжелых металлов в структуру кристаллргческих частиц осадка; расширение возможностей утилизации ферритизированного осадка благодаря наличию магнитных свойств, например в радиотехнике, при производстве магнитоэластичных материалов, компаундов и т.д.; достижение полного эффекта очистки от всех ионов тяжелых металлов без дополнительного реагентного подщелачивания очищенной воды, что сокращает производственные площади и затраты на реагентное хозяйство; ускорение процесса кристаллизации твердой фазы суспензии благодаря комплексному воздействию постоянного и переменного магнитных полей и уменьшение в связи с этим времени обработки сточных вод,

45

50

55

т.е. образуются криста.пл1тческие частицы магнетита и маггемита , в структуру которых внедряются ионы тяжелых метал.пов, содержащиеся в oчиn aeмoй воде. Эти частицы обладают магнитными свойствами, большими размерами, их гидравлическая крупность увеличивается по сравнению с суспензией гидрооксидов в 2-3 раза, ; остигая значенирг 0,6-0,8 мм/с„

Суспензия, выходящая из электрокоагулятора, подвергается разделению известными методами, в том числе с использованием магнитного поля. Осветленная вода направляется на повторное использование или сбрасывается в канализацию, а осадок после отделения и обезвоживания подвергается сушке и направляется на утилизацию. Высушенный осадок магнетита используется для приготойления спеченных сферических частиц, помещаемых в соленоид для дозирования затравочных кристалпом являются: уменьшение благодаря повышенной гидравлической крупности

0 размеров и производственных площадей под оборудование и элементы сооружений для отстаивания уплотнения и обезвоживания осадка; возможность использования магнитного поля для ускорения процессов отделения ферри- тизированного осадка; сокращение затрат на складирование и захоронение ферритизированного осадка благодаря его большой химической стойкости к

процессам вымывания различными водами вследствие внедрения ионов тяжелых металлов в структуру кристаллргческих частиц осадка; расширение возможностей утилизации ферритизированного осадка благодаря наличию магнитных свойств, например в радиотехнике, при производстве магнитоэластичных материалов, компаундов и т.д.; достижение полного эффекта очистки от всех ионов тяжелых металлов без дополнительного реагентного подщелачивания очищенной воды, что сокращает производственные площади и затраты на реагентное хозяйство; ускорение процесса кристаллизации твердой фазы суспензии благодаря комплексному воздействию постоянного и переменного магнитных полей и уменьшение в связи с этим времени обработки сточных вод,

5

0

5

Указанные преимущества повышают степень очистки в целом.

Формула изобретения

Электрокоагулятор для очистки

сточных вод, содержащий корпус, растворимый стружечньй анод, расположенный над ним V-образный перфорированный катод, патрубок ввода очищаемой воды, размещенный в верхней части корпуса и соединенный с центром катода, приспособление для вьшода очищенной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и обеспечения возможности получения осадка с магнитными свойствами, стружечный анод размещен в перфорированном металлическом коробе из анодно-нерастворимого материала, подключенном к положительному полюсу источника тока, на внутренней боково

поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка, причем короб размещен в дополнительном перфорированном металлическом коробе, подключенном к отрицательному полюсу источника тока, короба разделены диафрагмой, а перфорация металлических коробов и диэлектрической прокладки выполнена соосно, а V-образный катод содержит дополнительную камеру, размещенную на его верхней части, заполненную загрузкой из спеченных сферических частиц магнетита, снабженную соленоидом и соединенную с патрубком подачи очищаемой воды, в нижней части корпуса размещен вентиль для подачи электролита, а приспособление для вывода очищенной воды выполнено в виде переточной камеры, размещенной в верхней части корпуса