Устройство для электрохимической обработки воды Советский патент 1988 года по МПК C02F1/46 C02F7/00 C02F1/46 C02F101/00 

о |

Изобретение касается очистки природных и сточных вод, систем индустриального водоснабжения, жизнеобеспечения и аэрации водных пространств и позволяет повысить степень насыщения 2 воды электролитическим кислородом, снизить энергозатраты и предотвратить образование взрывоопасной cMecrf; Устройство содержит катоды 1, выполненные в виде дисков из пористого тита-. на, и чередующиеся с ними металлические аноды 2. Диски закреплены на горизонтальной металлической оси 3. Катодные диски снабжены радиальной прорезью и посажены непосредственно на ось, а анодные изолированы от нее втулками 4 из .изоляционного материала. Между дисками имеется набор диэлектрических шайб 5. Катодные диски по периферии имеют двусторонние выступы. Ось устройства одновременно выполняет функцию токоподвода к катодным дискам и при помощи гибкого изолированного провода 6 подсоединяется к отрицательному полюсу источника питания. о (f. с 1 3.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

Изобретение относится к области насьпцения воды электролитическим кислородом и может быть использовано для очистки природных и сточных вод, систем индустриального водоснабжения, жизнеобеспечения и аэрации водных пространств.

Цель изобретения - повышение эффектйвности насыщения воды электролити- д и энергично растворяется в толще воды

ческим кислородом, снижение энергоемкости и предотвращение образования взрывоопасной смеси.

На фиг,1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - анод и катод.

Устройство содержит катоды 1, выполненные в виде дисков из пористого титана, и чередующиеся с ними металлические дисковые аноды 2. В центре электродных дисков имеются отверстия позволяющие закреплять электроды на горизонтальной металлической оси 3. Катоды размещаются непосредственно на оси, соприкасаясь с ней и образуя таким образом, с осью электрический контакт. Для изоляции анодных дисков от оси используются втулки 4 из изоляционного материала, например текстолита. Регулирование зазора между электродными парами осуществляется набором диэлектрических шайб 5. Катодные диски по внешнему периметру имеют двусторонние выступы, нижняя плоскость которых наклонена под углом 110-160 к боковой поверхности диска

а также радиальную прорезь шириной, равной диаметру оси, -что обеспечивает съемную конструкцию катодов. Ось устройства одновременно выполняет

функцию Iтокоподвода к катодным дискам д свою очередь, связан с диаметром

путем ее подключения изолированным проводником 6 к отрицательному полюсу источника питания. Анодные диски со-, единяются между собой-и положительным

пор d.

Диаметр пористых дисков 0,175 м, об 20-40%, d 20-300 мкм, время работы 2 ч, плотность

ным проводом 7. Общее число дисков в устройстве зависит от условий рабона.видимую по- рНыск 7,7, давлетокаисточником питания гибким изолирован- дд верхность 50 А-м,

ние 1,018 -10 Па, межэлектродный за- ,зор 0,004 м, исходное содержание кисты и в среднем составляет 4-5 щт. при плотности тока ЗА-м , расстояние между анодом и катодом не более 5 мм, внешний диаметр диэлектрических шайб 25-27 мм при диаметре оси 20 мм. Катоды с оси легко снимаются и заменяются другими. Устройство опускается в водоем и при необходимости может быть зафиксировано на любой глубине при помощи поплавков.

Устройство работает следующим образом.

-3

50

55

лорода в воде 6,63 10 кг-м,объем катодного материала 7,6-10 м.

Сравнительные данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы, при изменении характеристик титана по пористости об 20-75% и по диаметру пор d 20-. 300 мкм содержание газообразного водорода в пористом материале .изменяет ся от 0,133 до 0,213 м , количество растворенного кислорода от 7,51

После включения электрического тока на электродах протекает электрохимическая реакция разложения воды.

На аноде происходит выделение кисг лррода, а на катоде - водорода, причем реакция на катоде протекает в порах электрода. Выделяющийся кислород имеет высокую степень дисперсности

j

0 5 g

5

без образования пузырей. Использование пористого титана с коэффициентом пористости 40-60% и диаметром пор 20-300 мкм позволяет эффективно поглощать вьщеллющийся на катоде водород по градиенту движения его пузырьков, а особенно в зоне периферийного выступа. В этой зоне непоглощенный порами титана водород образует укрупненные газовые пузырьки, которые в значительной степени препятствуют их дальнейшему смешиванию с диспергированным кислородом за счет уменьшения полезной площади их соприкосновения. Выполнение нижней плоскости выступа под углом в пределах 110 - 160° к боковой поверхности дисков способствует свободному выходу укрупненных пузырьков через воду в атмосферу.

Повьш1ение эффективности насъщения воды кислородом и исключение образо-. вания взрывоопасной смеси достигается за счет поглощения выделяющегося водорода материалом катода, в данном случае пористым титаном. Интенсивность газопоглощёния в общем случае прямо пропорциональна коэффициенту пористости об и величине среднего эффективного радиуса пор (СЭРП), который, в

пор d.

Диаметр пористых об 20-40%, d 20-300 2 ч, плотность

токаверхность 50 А-м,

ние 1,018 -10 Па, межэлектродный за- ,зор 0,004 м, исходное содержание кис-3

0

5

лорода в воде 6,63 10 кг-м,объем катодного материала 7,6-10 м.

Сравнительные данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы, при изменении характеристик титана по пористости об 20-75% и по диаметру пор d 20-. 300 мкм содержание газообразного водорода в пористом материале .изменяет ся от 0,133 до 0,213 м , количество растворенного кислорода от 7,51

31428707

xIO кг. до 8, 16 10 КГ М , смеси, электроды выполнены в виде т.е. во всех случаях наблюдается эф параллельных металлических дисков, фект, который может несколько варьиро-. размещенных на одной горизонтальной ваться в зависимости от характеристик металлической оси и разделенных между электродного материала. собой шайбами из изоляционного материала, причем катодные диски выполнеФормула изобретенияныиз пористого титана с двусторонним

выступом по периметру, снабжены ради1. Устройство для электрохимичес- 10 альной прорезью, анодные диски изоли- кой обработки воды, содержащее меТал- рованы от оси диэлектрическими про- лические электроды, со,единенные с ис- кладками и ось подключен а к отрица- точником электрического тока, от- тельному полюсу источника тока, личающееся тем, что, с

целью повышения степени насьпцения 15 2. Устройство по п.1, о т л и ч а- воды электролитическим кислородом, а ю щ е е с я тем, что катодные диски . также снижения энергозатрат и предот- выполнен а из титана с пористостью вращения образования взрьшоопасной 40-60% и диаметром пор 20-300 мкм.

Анод

Фиг.г

Kofnod