Способ электрохимической очистки воды Советский патент 1991 года по МПК C02F1/46 C02F1/46 C02F101/10 C02F101/20 C02F101/30 

(Л

С

Изобретение относится к очистке воды электрохимическими методами. Цель изобретения - повышение степени очистки воды. Обработку воды ведут в диафрагменном электролизере асимметричным переменным током. Поток воды, вытекающий из катодной камеры электролизера подвергается магнитной обработке в постоянном магнитном поле с одновременной фильтрацией через металлокерамический М12 А1-фильтр. Остаточное содержание ионов железа

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки природных, технологических и сточных вод от механических примесей, солей жесткости, ионов тяжелых металлов, органических примесей и может быть использовано для получения воды хозяйственно-бытового назначения.

Цель изобретения - повышение степени очистки.

На фиг. 1 изображена структурная схема установки, на которой проводилось испытание эффективности способа, состоящей из двухкамерного электролизера 1, блока питания 2, формирующего асимметричную форму .питающего напряжения, амперметров 3, емкости с водой 4, перистальтического насоса 5,испытуемого устройства обработки катодной воды 6, приемных емкостей для катодной 7 и анодной 8 воды.

Способ был реализован при помощи устройства, приведенного на фиг. 2, состоящего из постоянного магнита 9, между полюсов которого размещен фильтрующий элемент 10, камеры для подачи очищаемой воды 11 и камеры для отвода очищенной воды 12.

Пример. Артезианская вода со скважины, линейная скорость воды в камере омагничивания 1,3 м/ч, сила тока 1А, асимметрия тока 8:1, рН католита 10,8, напряженность магнитного поля изменялась в пределах 12-143 кА/м, фильтр СВС состава Nia-AI.

Вода, вытекающая из катодной камеры электролизера, содержащая коллоидные частицы гидроокиси железа и ультрадисперсную смесь солей жесткости, поступает через камеру 11 (см. фиг. 2) к фильтрующему элементу 10, помещенному между полюсами

о ю

со

00

постоянного магнита 9. Проходя через электропроводящий слой фильтрующего материала со скоростью порядка 1,3 м/ч, коллоидные частицы гидроокиси железа перераспределяют свой заряд, вследствие чего снимаются препятствия к их укрупнению, что приводит к быстрому формированию осадка. Соединения железа являются маг- нитоактивными частицами, и поэтому действие магнитного поля (Н 100 ±10 кА/м) способствует, по-видимому, еще большему ускорению коагуляции, В процессе быстрого образования осадка эффективно захватываются частицы солей жесткости и, в итоге, на выходе из камеры 12 вода содержит меньше солей, чем вода, очищенная по способу-прототипу.

Опытные данные приведены в табл. 1; данные по влиянию напряженности магнитного поля приведены в табл. 2.

Как следует из представленных данных, при напряженности ниже 90 кА/м не достигается необходимой степени очистки, превышение ее выше 110 кА/м не влияет на степень очистки, но ведет к повышенным энергозатратам.

Также проведены эксперименты по фильтрации катодной воды различными фильтрами:

-Фильтрование проводилось через бумажный фильтр (синяя лента).

-Фильтрование через фильтр, полученный спеканием порошка никеля марки ПНК.

-Фильтрование через фильтр, полученный СВС-синтезом смеси порошков никеля (ПНК) и алюминия (ПА-4),

-Фильтрование через фильтр, полученный спеканием порошка алюминия марки ПА-4.

Все процессы фильтрации проводились в магнитном поле с напряженностью 96 КА/м при линейной скорости потока 1,3 м/ч. Данные приведены в табл. 3. Содержание железа до и после фильтров контролировалось методом химического анализа. Как следует из эксперимента, наибольшая степень фильтрации достигается на фильтре состава , полученном по СВС-тех- нологии.

Поперечный разрез фильтров бывших в эксплуатации показал, что в фильтрах, полученных из порошков никеля или алюминия

спеканием, работает весь объем фильтра, на что указывает наличие частиц гидроокиси железа по всей толщине фильтра. Плотность частиц убывает равномерно от наружной

границы до внутренней.

При просмотре поперечного сечения (сделанного параллельно направлению достижения фильтруемого потока жидкости) фильтра состава оказалось, что а процессе

фильтрации участвует лишь наружный слой фильтрующего материала толщиной порядка 1 мм при общей толщине фильтрующего слоя 60 мм.

Этот эффект указывает на каталит ическое влияние материала фильтра на процесс формирования осадка. Поверхность СВС- фильтра при фильтровании воды, вытекающей из катодной камеры электролизера, инициирует образование автофильтрующего слоя осадка, который в дальнейшем участвует в процессе фильтрации. Осадок накапливается в виде шубы, который легко смыкается кратковременной обратной промывкой, и восстанавливается работоспособность фильтра.

Проведенные данные позволяют сделать вывод о том, что проведение магнитной обработки катодной воды с одновременной фильтрацией через металлокерамический

СВС-фильтр позволяет добиться более высокой степени очистки воды без дополнительных энергозатрат.

Формула изобретения

Способ электрохимической очистки воды, включающий последовательную обработку в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов при подаче на них переменного асимметричного напряжения с соотношением катодной и анодной составляющих (8-10):1 и фильтрацию перед обработкой в анодной камере, отличающийся тем, что, с целью

повышения степени очистки, фильтрацию ведут в постоянном магнитном поле напряженностью 100 ±10 кА/М, направление которого перпендикулярно направлению потока воды с использованием NI2-AI металлокерамического фильтра, изготовленного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

Таблица

Таблица 2

Таблица 3

Фиг.1

Я

40