Электрокоагулятор Советский патент 1992 года по МПК C02F1/46 

сл

с

Использование: очистка сточных вод. Сущность изобретения: электрокоагулятор выполнен в виде корпуса, разделенного диафрагмами на анодную, катодную и междиафрагменную камеры, причем патрубки ввода и вывода воды подсоединены к междиаф- рагменной камере; электроды выполнены из нерастворимых токоподводов и стружки, а в камере реакции вдоль поверхности диафрагм установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси направляющие элементы, выполненные в виде пластин, закрепленных на вертикальной оси, которая делит пластину на две неравные части, меньшая из них выполнена с перфорацией разного диаметра, а на верхнем и нижнем торцах большей части закреп- лены ромбовидные горизонтальные пластины 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для обработки стчоных вод электрокоагуляцией.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролизер, содержащий корпус, разделенный диафрагмами на анодную и катодную камеры и междиафраг- менную камеру реакции, к которой подсоединены патрубки ввода и вывода водьк Электролизер снабжен также устройством для съема осадка.

Недостатком данного устройства является низкая интенсивность процессов коагуляции, а также низкая эффективность регенерации диафрагм. Кроме того, известный электролизер служит для очистки сточ- ных вод посредством обработки труднофильтруемых осадков путем их кондиционирования и обезвоживания,

Целью изобретения является интенсификация процесса образования коагулянта и регенерации диафрагм

Поставленная цель достигается за счет того, что в электролизере, содержащем корпус, разделенный диафрагмами на анодную и катодную камеры и междиафрагменную камеру реакции, к которой подсоединены патрубки ввода и вывода воды, электроды выполнены из нерастворимых токоподводов и растворимой стружки, а в камере реакции вдоль поверхнсоти диафрагм установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси направляющие элементы, выполненные в виде пластин, закрепленных на вертикальной оси, причем вертикальная ось делит пластину на две неравные части, меньшая из которых выполнена с перфорацией разного диаметра, а на верхнем и нижнем торцах большей части закреплены ромбовидные горизонтальные пластины.

В предложенном электрокоагуляторе используются новые конструктивные элементы, новая их совокупность, новое взаимное расположение и новые взаимосвязи

2

hO ГО

ю

между ними, что позволяет повысить его эффективность работы в процессе обработки очищаемой воды

На фиг. 1 изображен электрокоагулятор с различным положением пластин, вид сверху, на фиг. 2 изображена перфорированная пластина с дополнительными горизонтальными пластинами.

Электрокоагулятор состоит из диэлектрического корпуса 1, разделенного полу- проницаемыми диафрагмами 2 и 3 на непроточные анодную 4 и катодную 5 камеры, и проточную 6 камеру реакции. В анодной и катодной камерах расположены соответственно, нерастворимый анод 7 и растворимый 8, например, из металлической стружки, а в катодной камере, соответ- ственно, нерастворимый катод 9 и растворимый 10, например, изэлюминийсо- держа-щей стружки.

Нерастворимые электроды 7 9 выполнены, например, перфорированными и расположены вплотную к диафрагмам 2. 3 и растворимым электродам 8. 10. Возможно и другое выполнение электродов (без перфо- рации) и их расположение (в отделении от диафрагмы и т.д.). а также разнообразные их комбинации.

Проточная камера 6 реакции снабжена патрубком 11 для подачи очищенной воды и патрубком 12 для ее отвода.

Кроме того, камера б реакции снабжена направляющими элементами, выполненными в виде пластин 13, установленных на вертикальных осях 14 с эксцентриситетом с возможностью возвратно-поступательного поворота вокруг указанных осей Пластины 13 установлены вдоль диафрагм 2. 3. Закрепление пластин 13 на осях 14 с эксцентриситетом делит каждую пластину на две секции 15 и 16, площадь поверхности которых имеет разную величину, например, площадь секции 15 больше площади секции 16. При этом пластины 13 выполнены с перфорацией, отверстия 17 которой имеют раз- ный диаметр и расположены на секциях 16 пластин.

Пластины 13 на верхнем и нижнем торце снабжены дополнительными горизонтальными пластинами 18. Нижний торец осей 14 снабжен, например, резьбой с возможностью ввинчивания в основание камеры 6, а верхний торец осей 14 снабжен, например, вентилями (на чертежах не показаны).

Пластины 13 и 18 установлены с возможностью образования с диафрагмами 2, 3 карманов 19 вход 20 в которые может быть сориентирован как навстречу потоку

обрабатываемой воды в камере 6, так и по ходу ее движения.

Электрокоагулятор работает следующим образом.

Очищенная вода по патрубку 11 поступает в проточную камеру 6, откуда через поры диафрагм поступает в анодную 4 и катодную 5 камеры.

В результате анодная А ка-годная 5 камеры работают в непроточном режиме. Вследствие электрохимических реакций происходит повышение рН католита в кал тодной 5 камере и снижение рН анолита в анодной 4 камере. Поскольку анолит из анодной камеры не отбирается, то в анодной камере устанавливается кислая среда, и пакет металлической стружки растворяется с образованием ионов металла. В свою очередь в непроточной катодной камере стружечный катод подвергается химическому растворению с образованием ионов металла.

По мере повышения в анолите и католи- те концентрации ионов, последние мигрируют через диафрагмы 2, 3 в проточную камеру 6 реакции, где коагулируют в крупные хлопья, которые собирают загрязнения, находящиеся в обрабатываемой воде.

Очищаемая вода при прохождении через камеру 6 захватывается пластинами 13 и 18, образующими с поверхностью диафрагм 2, 3 карманы 19. Вода через входы 20, направленные против течения воды в камере 6, поступает в камеры 19 и через полупроницаемые диафрагмы 2, 3 дальше в камеры 4, 5. Избыточное давление воды в карманах 19, возникающее за счет динамики потока воды и создания в нем гидравлического сопротивления, способствует увеличению скорости движения воды через порьщиафрагм 2, 3 в камеры 4, 5. Это интенсифицирует процесс регенерации диафрагм со стороны пакетов стружки, В процессе эксплуатации диафрагмы при движении воды в камеры 4 и 5 и миграции ионов металлов происходит кольматация мембран твердыми частицами, находящимися в подаваемой воде, и продуктами электрохимических реакций. Происходит снижение поступления воды в камеры 4 и 5, снижается миграция образованных ионов металлов через диафрагмы 2, 3 в камеру 6. Это, в свою очередь, резко снижает интенсивность образования хлопьев, которые собирают загрязнения, находящиеся в обрабатываемой воде. При расположении же входов 20 камер 19 по ходу движения воды в камере 6, в их полости возникает разряжение, которое способствует увеличению скорости движения воды из камер 4, 5 и, соответственно, миграции из

них ионов металлов При этом происходит интенсивная регенерация диафрагм 2, 3 по всей их толщине и особенно, со стороны камеры 6. Поворот пластины 13 на осях 14 создает посредством образованных карма- нов 19 увеличение скорости движения воды через диафрагмы 2, 3 и изменяет вектор ее движения через них. Все это обеспечивает в процессе эксплуатации электрокоагулятора эффективную регенерацию диафаргм. Кроме того, дозируя количествоподаваемой воды в камеры 4,5 или количество ее отвода, возможно производить регулировку процесса хтюпьеобразования при изменении состава обрабатываемой воды без увеличе- ния силы тока, что способствует снижению эксплуатационных затрат на обработку очищаемой воды.

Снабжение пластин 13 дополнительными горизонтальными пластинами 18. уста- новленными на их верхнем и нижнем торце, способствует образованию кармана 19 с ди- афрагмами 2, 3, что обеспечивает образование в них избыточного давления или разряжения в зависимости от расположе- ния входа 20 относительно вектора движения потока обрабатываемой воды в камере 6.

Установка пластин 13 на вертикальных осях 14 с эксцентриситетом способствует при любом расположении пластин, образующих с диафрагмами 2, 3 карманы 19, нахождение их перфорированного участка 16 в удалении от диафрагм. Это позволяет создавать разрежение или избыточное давле- ние за участком 15 пластин 13, с одновременным повышением турбулентности потока воды, движущейся в камере, не только за счет установки пластин, но и за счет разделения части обработанного лото-

ка на отдельные мелкие потоки с разной скоростью движения на участке 16 пластин с отверстиями перфорации разного диаметра.

Все это способствует интенсификации коагуляции ионов в хлопья.

Управление вращением пластин 13 на осях 14 может осуществляться при помощи приводов, электрически связанных с блоком управления, например, числового программного управления, в свою очередь, связанного с датчиками (например, контроля рН, мутности и т.д.), установленными в камерах 4, 5,6 и на трубопроводе 12 (на чертежах не показано).

Использование предлагаемого электролизера позволит производить очистку сточных вод электрокоагуляцйей,. а также значительно интенсифицировать процесс коагуляции и регенерации диафрагм.

Формула изобретения Электрокоагулятор, содержащий корпус, разделенный диафрагмами на анодную и катодную камеры и междиафрагменную камеру реакции, к которой подсоединены патрубки ввода и вывода воды, отличающийся тем, что. с целью интенсификации процесса образования коагулянта и регенерации диафрагм, в камере реакции вдоль поверхности диафрагм установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси направляющие элементы, выполненные в виде пластин, закрепленных на вертикальной оси, причем вертикальная ось делит пластину на две неравные части, меньшая из которых выполнена с перфорацией разного диаметра, а на верхнем и нижнем торцах большей части закреплены ромбовидные горизонтальные пластины.

Я /J

20

Фиг.1

/3 15