Аппарат для очистки водных растворов Советский патент 1992 года по МПК C02F1/46 C02F1/48 

Изобретение относится к технологии регенерации отработанных растворов электролитов, применяемых в гальванотехнике, в частности электролитов обезжиривания деталей перед нанесением гальванопокрытий, которые являются высокощелочными, выходят из строя из-за накопления в них неэмульгированных и эмульгированных неф- те-и маслопродуктов. омыляемых жиров и взвешенных веществ, и часто меняются. Залповые сливы таких электролитов в сточные воды парализуют работу очистных сооружений, так как они отрицательно влияют на процесс очистки, осуществляемый любым из известных способов - ионообменным, мембранным (обратно-осмотическим), электродиализом, электрокоагуляцией, так как выводят из строя ионообменные смолы, мембраны, пассивируют электроды.

Регенерация таких отработанных растворов, содержащих в исходном состоянии кроме едкого натра (30 - 50 г/л) также кальцинированную соду, тринатрийфосфат, силикат натрия, обычно затруднена из-за повышенной щелочности (до рН - 14) и невозможности применения для этих целей стандартных ультрафильтрационных мембран на ацетатцеллюлозной или фторопластовой основе типа БТУ-0,5/2 марки А-1 или Ф-1.

Цель изобретения - обеспечение возможности регенерации отработанных высокощелочных растворов электролитического обезжиривания и сокращения расхода химических реагентов.

На чертеже представлен аппарат, общий вид

Аппарат содержит корпус 1, внутри которого расположен анод 2 с центральным

1 ел

4 О

о со

каналом 3, над которым установлен абразивный катод 4. приводимый во вращение электроприводом 5, на оси которого подвижно закреплен отделитель пенофлото- концентратэ б и контактная система 7, расположенная во внутреннем коническом корпусе 8, верхняя цилиндрическая часть 9 выполнена перфорирование, а в нижнюю часть тангенциально введен патрубок 10 ввода обрабатываемой жидкости, а также патрубок 11 ввода раствора щелочного компонента. С наружной стороны корпуса 8 расположен блок сетчатых электродов 12 вспомогательного электрофлотатора, прикрепленных с другой стороны к конической перегородке 13, имеющей в верхней части отверстия 14 перетока пенофлотоконцент- рата, над которыми установлены попеременно подключенные электромагнитные блоки 15, образующие с верхней частью корпуса 1 зону сбора пенофлотоконцентра- та и отвода его через патрубок, 16. Среднйя часть корпуса 1 образует с внутренним кор- пусом 8 канал 17, соединяющий зону тонкой доочистки с ферромагнитной насадкой из сферических намагниченных частиц 18, с наружной стороны которой находится соленоид 19, над насадкой 18 в нижнем внутреннем цилиндрическом корпусе 20 расположена фильтрующая плавающая загрузка 21. разделенная сеткой 22, а в нижней части находится канал перетока 23, соединяющий зону адсорбционной доочистки 24, образуемую нижней частью корпуса 1 и внутреннего корпуса 20, с патрубком 25 вывода очищенного раствора, и патрубки с задвижкой 26 для общей промывки аппарата и рециркуляции раствора с помощью насоса 27 и вентилей 28 и 29. очередность включения магнитных катушек 15 производится системой управления 30.

Анод 3 изготавливается из спрессованной стальной стружки или стального или чугунного литья, абразивный катод 4 по известной технологии стандартного абразивного круга с размером абразивных частиц 250 - 500 мкм. Ферромагнитные сферические частицы 18 применяются из спеченного гексаферрита бария диаметром 2-5 мм, фильтрующая плавающая загрузка 21 используется из вспененного полистирола преимущественно с диаметром частиц 1 - 4 мм, а в качестве сорбента 24 - активированный уголь марки БАУ или другой. v

Аппарат работает следующим образом.

/

Аппарат заполняют водой или 0,5-1%- ным раствором едкого натра, при этом объем этого раствора и концентрация конструктивно рассчитываются для восполнения вырабатываемого- или выпаренного растйора обезжиривания. Затем через патрубок 26 и

с помощью насоса 27 через патрубок 11 и внутренний канал 3 растворимого анода подается раствор едкого натра в межэлектродное пространство, образуемое анодом и

катодом 4. Затем включается с помощью электропривода 5 вращение абразивного катода 4 и подается постоянный ток через контакты 7 на электроды. В результате анодного растворения железа и протекающих

затем прбцессов гидролиза и структурно- фазовых превращений в межэлектродном пространстве формируется ферромагнитная структура осадка-преимущественно на основе магнетита (FeaO-O по реакции

Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3 Рез04 + 4Н20. Одновременно начинают выделяться электролизные газы, преимущественно пузырьки водорода, а под действием вращения катода

жидкость также приобретает вращательное движение.

После этого включается тангенциально подача отработанного обезжиривающего раствора, содержащего, как правило, щелочные компоненты - едкий натр, кальцинированную соду, тринатрийфосфат и жидкое стекло, имеющего стандартный первоначальный состав 30 - 50 г/л каждого компонента, содержащего кроме того

загрязняющие компоненты, образующиеся в процессе работы при обезжиривании деталей: эмульгированные и неэмульгированные масла, омыленные жиры, взвешенные вещества и коллоидные образования. За

счет массообмена в объеме, образуемом внутренним коническим корпусом 8, обеспечивается перемешивание суспензии магнетита с регенерируемым обезжиривающим раствором, а тангенциальность его ввода поэволяет создать ламинарно-вращательный режим потока жидкости и одновременно флотационный эффект электролизными газами. При этом частицы магнетита, обладая повышенной сорбционной активностью, особенно в первоначальный момент своего формирования в электролизере, сорбируют и окклюдируют эмульгированные и неэмульгированные масла и омыленные жиры, кото

рые спирально-вертикальным потоком жидкости и за счет флотации электролизными пузырьками водорода отводятся вверх в виде пенофлотоконцентрата, а осветляемая жидкость через перфорацию верхней цилиндрической части корпуса 8 - в емкость, образованную корпусом 8 и конической пе517546636

регородкой 13, содержащую блок вспомога- загрязняющих ингредиентов раствор обез- тельных электродов 12 для подпорной флот- жиривания отводится через патрубок 25. тации, обеспечивающей очистку жидкостиРегенерация фильтрующей загрузки

от загрязняющих ингредиентов. производится водой путем подачи переменВращение жидкости во внутреннем кор- 5 кого тока на соленоид 9 для обеспечения пусе 8 обеспечивает возникновение центре- интенсивного движения магнитной сфери- стремительных сил, а конусообразность - ческой загрузки и быстрого отвода из над- повышение концентрации суспензии и пе- фильтрового пространства для расширения нообразование в его верхней части, что спо- и вымывания за счет этого зернистой поли- собствует улучшению осветления стирольной загрузки. обрабатываемой жидкости. Пенообразова-Таким образом, обеспечивается регенению способствует и наличие омыленных жи- рация отработанных высокощёлочных обез- ров в обрабатываемом растворе. При этом жиривающих растворов с возможностью их пенофлотоконцентрат с помощью вращаю- 1Г. многократного использования в гальвани- щегося отделителя 6 отводится через отвер- ческом производстве. стие перетока 14 в емкость, образованнуюТехнико-экономические преимущества

перегородкой 13 и корпусом 1, и выводится данного аппарата, по сравнению с иэвест- через патрубок 16 в сборник на утилизацию. ными по прототипу, заключаются в следую- Благодаря наличию электромагнитов 15; по- QO щем:

переменно отключаемых по принципу бегу-возможность автоматизации процесса

щей электромагнитной волны со скоростью, регенерации высокощелочных обезжирива- равной скорости вращения жидкости во ющих растворов;

внутренней емкости, ферромагнитные час-компактность и несложность хонструктицы магнетита с сорбированными на них 25 тивного решения с возможностью создания маслами и жирами быстро притягиваются к встраиваемого оборудования; их поверхности, что способствует уплотне-идентичность электрохимической принию частиц за счет их магнитной коагуля- роды процесса, используемого в гальвани1- ции. В период отключения подачи тока на ке, что облегчает эксплуатацию часть электромагнитов осадок опадает и от- 30 оборудования;

водится в более концентрированном виде ипредотвращение залповых сбросов осопена в этих условиях быстрее разрушается, бо вредных для работы централизованных что в целом улучшает условия отделения очистных сооружений растворов, обычно масложироконцентрата.парализующих их работу или ухудшающих

Осветленная жидкость проходит блок 35 степень очистки сточных вод; электродов 12 подпорного электрофлотато-устранение использования децифитных

ра поступает через канал 17 в зону магнит- щелочестойких импортных ультрафильтров, ной насадки из магнитных сферических производство которых в нашей стране прак- частиц 18, намагниченных до насыщения, тически отсутствует; где обеспечивается полное осветление от ® значительное снижение количества ще- ферромагнитных частиц магнетита. При лочи и содопродуктов, а также химикатов, этом сферические частицы, устанавливав- -используемых на очистных сооружениях для мые над поверхностью плавающей магнит- их нейтрализации, ной загрузки 21, одновременно являются ее . Формула изобретения дренажем. Слой зернистой загрузки обес-1, Аппарат для очистки водных раствопечивает тон кую очистку жидкости от немаг- - ров, содержащий корпус с патрубками вво- нитной части загрязняющих компонентов да и вывода, очищаемого реагента, взвешенных частиц и коллоидов, которые не приспособление для ввода магнитовоспри- отделились при электрофлотации.g« имчивого вещества, магнитную насадку и

фильтр с плавающей загрузкой, отличаюДалее жидкость, перетекая через канал щ и и с я тем, что, с целью обеспечения перетока 23, проходит через сорбционную возможности регенерации отработанных загрузку 24, находящуюся в объеме, образо- высокощелочных растворов электролитиче- ванном внутренним цилиндрическим корпу- 55 ского обезжирирования и сокращения рас- сом 20 и внешним корпусом 1, очищается от хода химических реагентов на процесс водорастворимых остатков веществ органи- очистки, корпус выполнен вертикальным, ческой природы, в том числе от части омы- - -цилиндрическим, переменного сечения с ленных жиров, которые не удалены при расширенной верхней частью, приспособ- электрофлотации. Полностью очищенный от лёние для ввода магнитовосприимчивого

вещества выполнено в виде дискового растворимого аноДа с осевым отверстием и вращающегося абразивного катода, установлено в расширенной части корпуса и снабжено коническим корпусом с перфорированной цилиндрической верхней частью, соединенным с анодом, на бокО вШ стенках расширенной части корпуса аппарата над корпусом приспособления Для ввода магни- тойосприимчивого вещества установлена коническая перегородка с цилиндрической верхней частью, причем между корпусом приспособления и перегородкой установлены сетчатые электроды, в верхней части корпуса аппарата установлены катушки с сердечником, поочередноТЩкШче нные к источнику постоянного тока, а на боковой стенке корпуса аппарата над конической перегородкой размещен патрубок вывода флотошлама. магнитная насадка выполнена из намагниченных до насыщения сферических частиц и размещена в суженной части

W

Редактор М.Васильева

Составитель Т.Барабаш Техред М.Моргентал

0

0

5

корпуса аппарата, с наружной стороны которого в этом месте установлен соленоид, подключенный к источнику переменного тока, фильтр с плавающей загрузкой размещен под магнитной насадкой, В нижней части корпуса аппарата коаксиально ему расположена секция, заполненная сорбентом и соединенная с корпусом аппарата перетоком, патрубок вывода очищенного раствора расположен ъ верхней части секции, заполненной сорбентом, патрубок подачи очищаемого раствора установлен тангенциальнб внутри корпуса приспособления для ввода магнитовосприимчивого вещества, а нижняя часть корпуса аппарата соединена циркуляционным контуром с осевым отверстием растворимого анода.

2. Аппарат по п.1,отличающийся тем. что китушкй с сердечниками, расположенные в верхней части корпуса аппарата, выполнены секционными.

fSsA.

Корректор ИГереши

Использование: регенерация отработанных высокощелочных растворов электролитического обезжиривания. Сущность изобретения: аппарат содержит корпус переменного сечения, в верхней части которого расположен анод с осевым каналом, над которым установлен вращающийся абразивный катод, расположенные во внутреннем коническом корпусе, верхняя цилиндрическая часть которого перфорирована, а в нижнюю часть тангенциально введен патрубок ввода обрабатываемой жидкости, а патрубок ввода раствора щелочного компонента соединен с осевым каналом. С наружной стороны внутреннего корпуса расположен блок сетчатых электродов. В средней части корпуса находится зона тонкой доочистки с ферромагнитной насадкой из намагниченных частиц, фильтр с плавающей загрузкой и секция, заполненная сорбентом. 1 з п. ф-лы, 1 ил.