Электрокоагулятор Советский патент 1993 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к устройствам электрообработки жидкости и может быть использовано для очистки природных и сточных вод.

Известен электрокоагулятор для очистки сточных вод, включающий корпус с дном, на котором размещены анодный токо- провод, стружечный анод и над ним перфорированный катод, далее помещены аналогичные блоки электро дов, патрубки ввода и вывода жидкости.

Недостатком известного электрокоагулятора является зашламление стружечных анодов в процессе эксплуатации, невозможность регулировать интенсивность перемешивания очищаемой жидкости и подачи в

нее коагулянта без изменения расходе об- рабатываемой жидкости,

Известен электрокоагулятор содержащий корпус из диэлектрического материала, засыпной стружечный анод, свободно размещенный над ним на решетке из диэлектрика перфорированный катод, а также анодный токопровод, который размещен в зоне анодного растворения стружечного анода и выполнен в виде нескольких заостренных стержней из нерастворяющегося проводящего материала, закрепленных на катоде с помощью диэлектрических держателей.

Недостатком известного электрокоагулятора является зашламление загрузки массой взвешенных частиц из подаваемой на

VJ

00

VJ о

- ю

очистку жидкости, что ухудшает контакт анодного токопр вода с загрузкой и приводит к увеличению затрат электроэнергии. Не обеспечивается автоматическое регулирование интенсивности перемешивания очищаемой жидкости и подачи в нее коагулянта без изменения расхода обрзбатывае- мой жидкости в зависимости от количества взвешенных в ней частиц. В процессе работы невозможна дополнительная засыпка растворяющегося анода, ибо при этом необходимо извлекать катод с диэлектрической решеткой из корпуса. Не используется повторно в обработке воды в корпусе электрокоагулятора коагулянт находящийся в шламе на поверхности жидкости.

Цель изобретения - повышение качества очистки жидкости, производительности и удобства эксплуатации.

Нафиг.1 изображен электрокоагулятор, общий вид; на фиг.2 - фрагмент верхнего торца корпуса электрокоагулятора.

Электрок оагулятор состоит из диэлектрического корпуса 1 с перфорированным катодом 2, который расположен с образова- нием межэлектродной камеры 3 под решеткой 4 из диэлектрика, установленной под стружечным анодом 5. Катод 2 образует с днищем 6 корпуса 1 проточную камеру 7, соединенную с трубопроводами подачи 8 и отвода 9 очищаемой жидкости. На трубопроводе подачи 8 жидкости установлен эжектор 10, соединенный с помощью трубки 11 со сборным лотком 12, закрепленным в верхней части корпуса 1. Там же закреплена балка 13, на которой установлена на упругих элементах 14 (например, упругий диэлектрический материал - резина или пружины сжатия) емкость 15, над которой установлен торец патрубка 16. Другой его торец соеди- нен с трубопроводом подачи 8 жидкости. Емкость 15 снабжена вертикальными стержнями 17 расположенными в анодной загрузке 5, и перфорацией 18 на боковой поверхности, которая находится на уровне верхнего торца 19 корпуса 1.

В загрузке 5 в зоне анодного растворения размещен анодный токопровод из нерастворяющегося проводящего материала (нержавеющей стали, титана и т.д.), Он мо- жет быть выполнен, например, в виде стержней 20, соединенных токопроводящим кабелем (на чертежах не показано) с источником электроэнергии. Возможны различные варианты их выполнения и раз- мещения: вертикально, горизонтально, с уклоном к горизонту и т.д.

Количество отверстий 21 перфорации катода 2 уменьшается, а их площадь увеличивается по мере приближения их к выходу

из проточной камеры 7, в этом же направлении выполнено понижение днища 6 корпуса 1. Верхний торец 19 корпуса 1 имеет пилообразную форму.

Межэлектродная камера 3 соединена патрубком 22 с трубопроводом подачи 8 жидкости в корпус 1, с возможностью регулирования расхода движущейся в нем жидкости при помощи запорно-регулирующей арматуры 23. Трубопровод отвода 9 жидкости, трубка 11 и патрубок 16 снабжены, соответственно, вентелями 24, 25 и 26. Днище 6 снабжено патрубком 27 с вентелем 28 для отвода осадка. Запорно-регулирующая арматура (задвижка) 23 снабжена электроприводом 29, а трубопроводы подачи и отвода жидкости датчиками 30 и 31 мутности, при этом они и электропривод электрически соединены кабелями 32 с блоком управления 33, например, микроЭВМ.

Электрокоагулятор работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость, например, сточные воды гальванического производства, подается через трубопровод 8 в корпус 1 в проточную камеру 7, где устанавливается на отметке его верхней кромки 19. При этом часть жидкости по патрубку 22 подается в межэлектродную камеру 3 и протекает пар аллельно электродам и через отверстия 21 перфорированного катода 2 поступает в проточную камеру 7. При наложении элект- .рического тока происходит растворение анододисперсной стружечной загрузки 5 с образованием ионов (Fe2+ и Fe3+), которые эффективно восстанавливают шестивалентный хром и собирают ионы тяжелых металлов. Полученная гидроокись насыщает поток жидкости в камере 3 и через перфорированный катод 21 поступает в виде отдельных струек в проточную камеру 7 и смешивается с основным потоком очищаемой жидкости. В проточной камере 7 ионы коагулируют в крупные хлопья, которые сорбируют загрязнения, находящиеся в жидкости. В результате того, что количество отверстий 21 перфорации катода 2 уменьшается, а их площадь увеличивается, интенсивность перемешивания обрабатываемой воды с водой насыщенной гидроокисью уменьшается по ходу движения жидкости к трубопроводу отвода 9 жидкости, При этом обеспечивается максимальное сохранение структуры и прочности скоагулированных агрегатов, крупных быстроосаждающихся хлопьев гидрооксидов металлов с извлекаемыми из воды примесями. Разделение очищаемой жидкости на два потока позволяет осуществлять автоматическое регулирование интенсивности ее перемешивания в

проточной камере 7 и насыщения ее коагулянтами в зависимости от количества загрязнений в ней. При изменении количества загрязнений в жидкости датчики 30 и 31 мутности, установленные на трубопроводах, подают сигнал на блок управления 33, а он - соответствующий сигнал на электропривод 29 запорно-регулирующей арматуры 23 на патрубке 22, происходит изменение расхода жидкости, поступающей в камеру У, соответственно, изменяется при этом объем подаваемой жидкости, насыщенной коагулянтом в проточную камеру 7 и интенсивности перемешивания в ней обрабатываемой жидкости. Это способствует повышению удобства эксплуатации электрокоагулятора и позволяет оперативно изменять режим его работы без изменения общего расхода обрабатываемой жидкости, что повышает качество очистки и производительность установки.

По патрубку 16 часть жидкости поступает в емкость 15. При этом она заполняется жидкостью и под воздействием веса и динамики падающей струи жидкости осуществляется колебательные движения на упругих элементах 14. Эти колебания передаются через стержни 17 на засыпной анод 5, что позволяет очищать его от нерастворимых продуктов электрохимических реакций и способствует оседанию засыпного анода и сохранению постоянного контакта ее с нерастворимым анодом 20 и отвода продуктов электрохимических реакций за пределы засыпки.

При электрохимической реакции происходит катодное выделение водорода в виде мелких пузырьков, часть которых отводится с потоком очищаемой жидкости с проточной камеры 7, например, во флотатор (на чертежах не показан) на дальнейшую доочистку жидкости. Другая часть поступает через диэлектрическую решетку 4 в анодную засыпку 5 и способствует флотированию загрязнений (продуктов электрохимической реакции) из ее объема на поверхность жидкости в корпусе 1. На поверхности жидкости в корпусе 1 образуется слой шлама, который перемещается в сборный лоток 12, так как подстилающий слой жидкости под действием динамики струй жидкости поступающей в верхнюю часть корпуса из емкости 15 движется на периферию корпуса к сборному лотку. Жидкость, насыщенная коагулянтом, и шлам через верхнюТо пилообразную кромку 19 поступает в кольцевой лоток 12. В лотке происходит разрушение (гашение) шлама (пены) под де йствием динамики струй жидкости, образованных пилообразной кромкой корпуса, и смешивание с поступившей жидкостью из корпуса. Образованная смесь при помощи трубки 11 и эжектора 10 поступает в трубопровод 8 для подачи жидкости, а затем в проточную камеру 7 корпуса 1. В результате использования коагулянта, содержащегося в пенном продукте, и интенсивного перемешивания жидкости с хлопьями коагулянта в проточной камере 7 обеспечивается дополнительное

0 насыщение обрабатываемой жидкости коагулянтом за счет утилизации пенного продукта электрохимической реакции.

По мере растворения нижнего прика- тодного слоя засыпного анода 5, он опуска5 ется под собственной тяжестью, вынуждая нерастворимый жесткий анод 20 соприкасаться с .близлежащими слоями стружки и включать его в работу, обеспечивая надежный контакт. В процессе работы электроко0 агулятора по мере растворения засыпного анода 5 досыпается стружка без его отключения. В процессе работы электрокоагулятора сохраняется необходимое межэлектродное расстояние и, соответст5 венно, постоянное значение в нем силы тока. При этом жидкость, содержащая взвешенные вещества, минуя засыпной электрод 5 проходит только через камеру 3 между решеткой 4 из диэлектрика и перфо0 рированным катодом 2 и проточную камеру 7, поэтому зашламление засыпки 5 не будет. Это способствует стабильной работе электрокоагулятора длительное время с обеспечением высокой степени очистки жидкости.

5 Таким образом, предложенный электрокоагулятор позволяет повысить удобство эксплуатации и эффективности работы путем обеспечения возможности добавления засыпки в корпус без дополнительных опе0 раций и в процессе работы электрокоагулятора, регулирования интенсивности перемешивания очищаемой жидкости и подачи в нее коагулянта без изменения расхода обрабатываемой жидкости, подавае5 мой в него, исключения зашламления засыпки, обеспечения постоянного контакта нерастворимого анода с анодной засыпкой и более полного использования вырабатываемого коагулянта, что повышает

0 степень очистки жидкости и производительность установки при снижении расхода электроэнергии на очистку жидкости. Формула изобретения 1. Электрокоагулятор, содержащий кор5 пус из диэлектрического материала, засыпной стружечный анод, перфорированный катод и решетку из диэлектрика, анодный токоподвод, размещенный в зоне анодного растворения, трубопроводы для подачи и отвода очищаемой жидкости, отличаюш

и и с я тем, что, с целью повышения качества очистки жидкости, производительности и удобства эксплуатации, он снабжен размещенными в верхней части корпуса сборным лотком и емкостью, закрепленной на упругих элементах, анод размещен на решетке, установленной над катодом с образованием межэлектродной камеры, снабженной патрубком, соединенным с трубопроводом для подачи очищаемой жидкости, образованная катодом и днищем корпуса проточная камеры соединена с трубопроводами для подачи и отвода жидкости, трубопровод для подачи жидкости снабжен эжектором, соединенным при помощи трубки со сборным лотком, и патрубком, торец которого размещен над емкостью, выполненной с перфорацией на боковой поверхности на уровне верхней кромки корпуса и снабженной стержнями, расположенными в засыпном аноде.

2. Электрокоагулятор по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что количество отверстий перфорации катода уменьшается, а их площадь увеличивается в направлении к тру- бопроводу для отвода жидкости.

3. Электрокоагулятор по п.1, отл и ч а- ю щ и и с я тем, что днище корпуса выполнено наклонным в направлении ктрубопро- воду для отвода жидкости.

4. Электрокоагулятор по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что он снабжен блоком управления, патрубок, соединяющий межэлектродную камеру с трубопроводом для подачи жидкости, снабжен запорно-регу- лирующей арматурой с электроприводом, связанным с блоком управления, на трубопроводах установлены датчики мутности

жидкости, связанные с блоком управления.

Использование: очистка природных и сточных вод. Сущность: в корпусе (1) перфорированный катод (2) расположен с образованием межэлектродной камеры (3) под стружечным анодом (5). Катод (2) образует с днищем корпуса (6) проточную камеру (7), соединенную с трубопроводами подачи (8) и отвода (9) очищенной жидкости. На трубопроводе подачи жидкости (8) установлен эжектор (10), соединенный с помощью трубки (11) со сборным лотком (12), закрепленным в верхней части корпуса (1). Там же закреплена на упругих элементах (14) емкость (15), над которой установлен торец патрубка (16). Другой его торец соединен с трубопроводом подачи жидкости. Емкость