Установка для электрохимической очистки воды Советский патент 1993 года по МПК C02F1/46 G05D27/00 

Изобретение относится к технике электрохимической очистки воды и может быть использовано в системах очистки сточных вод химических и металлургических производств, предприятий легкой и целлюлозно- бумажной промышленности.

Известна установка для очистки сточных вод, включающая электролизер, пять насосов, маслосборник, пеносборник, промежуточный сборник, приемную емкость, смеситель, отстойник.

Однако эта установка предназначена для очистки только маслоэмульсионных сточных вод, имеет сложную конструкцию и требует большое количество энергии при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является установка электрохимической очистки воды от разнотипных загрязнений.

В этой установке емкость запаса исходной воды связана со смесителем, к которому также подсоединена емкость реагента. Смеситель связан с электрофлотатором - аппаратом колонного типа, содержащим блоки растворимых и нерастворимых электродов. Выходной патрубок электрофлотатора соединен с сепаратором, а выход сепаратора связан с отстойником и с межэлектродной зоной электрофлотатора. Выходной патрубок из верхней части отстойника подведен к гидроциклону. Выходные патрубки донных частей отстойника и гидроциклона сое- динены со сборником нефтешлама. Гидроциклон соединен с промежуточной ёмкостью, которая связана со смесителем.

VI

СО Os

о о VI

С ним же соединена емкость реагента. Смеситель подключен к электрокоагулятору, представляющему собой конструкцию колонного типа, в котором расположены взаимно перпендикулярно блоки растворимых электродов, Выход из электрокоагулятора соединен с гидроциклоиом и далее через фильтр-пресс с электроокислителем, выход которого соединен с вакуум-фильтром. Патрубки из донных частей гидроциклона, фильтр-npscca и вакуум-фильтра подсоединены к шламосборнику соединений тяжелых металлов. Выход из верхней части вакуум-фильтра соединен с промежуточной емкостью, связанной с электродиализатором. Патрубок донной части электродиализатора связан с первым смесителем.

Недостатком установки является ее сложность, повышенная стоимость и пониженная надежность, что является следствием следующего.

Из условий безопасности каждый мз электроаппаратов связан с атмосферой и вентилятором для удаления выделяющихся газов. Поэтому после каждого электроаппарата, а также после каждой промежуточной емкости, должен стоять насос для перекачивания жидкости.

Производительность всех насосов в установке должна быть строго синхронизирована, для чего требуются высокоточные датчики расхода и связанные системы автоматического регулирован ля производительности насосов, что приводит к повышению стоимости. Если учесть погрешность датчиков расхода и колебания производительности насосов относительно заданного значения, то будет происходить переполнение системы и(или) подсос атмосферного воздуха Е систему, что приведет к образованию водо-воздушной смеси и нарушению технологического процесса и снижению надежности.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что, в отличие от установки электрохимической очистки воды, содержащей блок управления, емкость запаса исходной воды и, по меньшей мере, агрегаты одной стадии очистки, включающие электроаппарат для электрохимического воздействия на загрязнения, насос, промежуточную емкость и устройства для удаления продуктов реакции, в предлагаемом техническом решении в емкости запаса исходной воды и промежуточной емкости установлены датчики верхнего и нижнего уровней, которые соединены с блоком управления. Перед устройством для

удаления продуктов реакции, на входе которого требуется давление, установлена промежуточная емкость и связана с устройством через насос. Если устройство

для удаления продуктов реакции, на входе которого требуется давление, содержит безнапорный гидроциклон, то после него установлена дополнительная емкость с датчиками верхнего и нижнего уровней и

дополнительный насос, причем датчики соединены с блоком управления,

Поставленная цель достигается также тем, что после каждой емкости установлены обратные клапаны.

На фиг. 1 представлена схема установки одностадийной очистки воды от растворенных ионов тяжелых металлов; на фиг, 2 схема установки многостадийной очистки воды от разнотипных загрязнений; на фиг. 3 - схема установки одностадийной очистки воды при использовании безнапорного гидроциклона.

Установка для одностадийной очистки воды от растворенных ионов тяжелых металлов (см.фиг. 1) зключает емкость 1 исход- ной воды, связанную через насос 2 с обратным клапаном 3, который соединен со

смесителем 4. Выход последнего связан с электроксагулятором 5, который посредством промежуточной емкости 6, насоса 7 и обратного клапана 8 связан с устройством 9 для удаления продуктов реакции, состоящим из гидроциклона. 10 и фильтра 11. Сливные патрубки гидроциклона 10 и фильтра 11 соединены со шламосборником тяжелых металлов 12. Емкость реагента 13 через насос-дозатор 14 связана со смесителем 4, В

емкости запаса исходной воды 1 и в промежуточной емкости 6 установлены датчики верхнего уровня 15 и 16 и нижнего уровня 17 и 18.

Датчики верхнего и нижнего уровней соединены с блоком управления 19.

Предлагаемая установка работает следующим образок. , . В исходном состоянии насосы 2 и 7,

насос-дозатор 14, электрокоагулятор 5 отключены. Исходная вода поступает в емкость 1 запаса исходной воды. При срабатывании датчика верхнего уровня 15 включается .насос 2, насос-дозатор 14 и

электрокоагулятор 5, Исходная вода смешивается в смесителе 4 с реагентом и поступает в электрокоагулятор 5, откуда самотеком поступает в промежуточную емкость 6. Производительность насоса 2 несколько больше, чем может поступать исходной воды в

систему, поэтому уровень воды в емкости 1 постепенно снижается. Газы, образующиеся в электрокоагуляторе 5, удаляются вентилятором.

При срабатывании датчика верхнего уровня 16 включается насос 7. Металлосо- держэщий осадок удаляется из воды в гидроциклоне 10 и фильтре 11.

При срабатывании датчика нижнего уровня 17 отключают насос 2, насос-дозатор 14 и электрокоагулятор 5, а при срабатывании датчика нижнего уровня 18 отключают насос 7. Обратные клапаны 3 и 8 исключают переток жидкости в обратном направлении. Процесс повторяется автоматически аналогично описанному выше. При этом исключается возможность образования водовоздушной смеси и ухудшение качества очистки.

При разнотипных загрязнениях вводятся агрегаты для соответствующих стадий очистки. При этом вначале располагают агрегаты для удаления флотируемых примесей, затем для удаления ионов тяжелых металлов, огранических (окисляемых) примесей и в конце потока - для удаления растворенных в воде солей.

Установка для электрохимической очистки воды от разнотипных загрязнений (см, фиг. 2) включает емкость 20, запаса исходной воды с датчиками верхнего уровня 21 и нижнего уровня 22, которая через насос 23 и обратный клапан 24 подключены к смесителю 25.

К нему же подключена-через насос-дозатор 26 емкость реагента 27. Выход из смесителя 25 связан с электрофлотатором 28, который соединен с сепаратором 29 и отстойником 30. Промежуточная емкость 31 с датчиком верхнего уровня 32 и датчиком нижнего уровня 33 соединена с насосом 34, который связан через обратный клапан 35 с гидроциклоном 36/ Сливные патрубки отстойника 30 и гидроциклона 36 подключены к сборнику нефтешлама 37. Выход из верхней части гидроциклона 36 связан со смесителем 38,. к которому через насос 39 подключена емкость запаса реагента 40. Смеситель 38 связан с агрегатом очистки воды от растворенных ионов тяжелых металлов, содержащим электрокоагулятор 41, промежуточную емкость 42 с датчиком верхнего уровня 43 и нижнего уровня 44. Выход промежуточной емкости 42 через насос 45 и обратный клапан 46 подключен к гидроциклону 47, который связан с фильтром 48.

Сливные патрубки гидроциклона 47 и фильтра 48 соединены со шламосборником тяжелых металлов 49. Фильтр 48 подключен к электроаппаратур 50 агрегата очистки воды от органических (окисляемых) соединений, содержащего также промежуточную емкость 51 с датчиком верхнего уровня 52 и нижнего уровня 53, насос 54, обратный кла- 5 пан 55, фильтр 56. Сливной патрубок фильтра 56 также подключен к шламосборнику тяжелых металлов 49.

При наличии растворимых солей в исходной воде после фильтра 56 установлен

0 электродиализатор 57, на выходе которого может быть включена емкость очищенной воды 58 с датчиком верхнего уровня 59 и нижнего уровня 60, насос 61 и обратный клапан 62, В общем случае сепаратор 29 и

5 отстойник 30 могут отсутствовать. Сливной патрубок электродиализатора 57 через насос 63 и обратный клапан 64 соединен со смесителем 25..

Исходная вода поступает в емкость за0 паса воды 20,- При срабатывании датчика верхнего уровня 21 включается насос 23, электрофлотатор 28, насос-дозатор 26, подающий реагент в смеситель 25 и сепаратор 29, С выхода электрофлотатора 28 сэмоте5 ком жидкость поступает в сепаратор 29, а затем в отстойник 30 и промежуточную емкость 31. При необходимости между отстойником 30 и промежуточной емкостью 31 может быть включен насос, который не вли0 яет на качество процесса, поскольку водо- воздушная смесь поступает в емкость 31. При срабатывании датчика нижнего уровня 22 отключаются насос 23, насос-дозатор 26, злектрофлотатор 28 и сепаратор 29.

5При срабатывании датчика верхнего уровня 32 включается насос 34, насос-до- ззтор 39, подающий реагент из емкости запаса реагента 40. .С выхода электрокоагулятора 41 вода .самотеком поступает в про0 межуточную емкость 42. При срабатывании датчика нижнего уровня 33 отключается насос 34, насос-дозатор 39 и электрокоагулятор 41, Обратный клапан 35 исключает обратный переток жидкости.

5 При срабатывании датчика верхнего уровня 43 включается нэсос 45, подающий воду через гидроциклон 17 и фильтр 48 в электроаппарат 50 для окисления органических соединений, которые выключаются при

0 срабатывании датчика нижнего уровня 44.

Насос 54 и злектродиализатор 57 включаются при срабатывании датчика верхнего уровня 52 и отключаются при срабатывании датчика нижнего уровня 53.

5Насос 61 включается при срабатывании датчика верхнего уровня 59 и отключается при срабатывании датчика нижнего уровня 60.

Насос 63 включается при срабатывании датчика верхнего уровня 21 и отключается

при срабатывании датчика нижнего уровня 22.

Если в устройстве 9 -для удаления продуктов реакции (см.фиг. 3) используют безнапорный гидроциклон 65, то после гидроциклона устанавливают дополнительную емкость 66 с датчиками верхнего уровня 67 и нижнего уровня 68, дополнительный насос 69 и, при необходимости, обратный клапан 70, Насос 69 включается при сраба- тывании датчика верхнего уровня 67 и отключается при срабатывании датчика нижнего уровня 68.

При отсутствии каких-либо-из описанных типов загрязнений агрегаты для удале- ния этих примесей не вводятся в технологическую цепочку.

Предлагаемое техническое решение позволяет использовать асинхронные двига- тели для приводов насосов вместо регулируемых приводов постоянного тока с системой автоматического регулирования, существенно снизить стоимость и повысить надежность в связи с упрощением устройся- ва, При этом исключается возможность образования водо-воздушной смеси и ухудшения качества очистки. Исключается

ручной труд при обслуживании установок электрохимической очистки воды. Формула изобретения

1. Установка электрохимической очистки воды, содержащая блок управления, емкость запаса исходной воды и по крайней мере агрегаты одной стадии очистки, включающие электроаппарат для электрохимического воздействия на загрязнения, насос, промежуточную емкость и устройства для удаления продуктов реакции, отличающаяся тем, что, с целью упрощения установки и повышения надежности, промежуточная емкость установлена перед напорным (безнапорным) гидродинамическим устройством для удаления продуктов реакции и связана с ним через насос, датчики уровня установлены в емкости исходной воды и в промежуточной емкости и соединены с блоком управлений.

2. Установка поп, 1,отличающая- с я тем, что устройство для удаления продуктов реакции содержит безнапорный гидроциклон, после которого установлены дополнительный насос и дополнительная емкость с датчиками верхнего и нижнего уровней, соединенные с блоком управле- ния.

sTsj к sTzi я $ Э testa i я w is Qi 6t ts st.is 9t я LS г г к о

Использование: установка электрохимической очистки воды позволяет упростить конструкцию, снизить ее стоимость и повысить надежность. Может быть использована в системах очистки сточных вод химических и металлургических производств, предприятий легкой и целлюлозно-бумажной промышленности. Сущность: установка содержит блок управления, емкость запаса исходной воды и, по меньшей мере, агрегаты одной стадии очистки, включающие элек- троаппарат для электрохимического воздействия на загружения, насос, промежуточную емкость и устройства для удаления продуктов реакции. В емкости запаса исходной воды и промежуточной емкости установлены датчики верхнего и нижнего уровней и соединены с блоком управления. Промежуточная емкость установлена перед устройствами для удаления продуктов реакции и связана с ними через насос. После каждой емкости могут быть установлены обратные клапаны. 1 з.п,ф-лы, 3 ил. ел с