Электрокоагулятор для очистки воды Советский патент 1993 года по МПК C02F1/46 

00

со

XI

ю о

Изобретение относится к области очистки природных сточных вод и может быть использовано в системах водоснабжения и канализации.

Цель изобретения - повышение степени очистки, надежности и удобства эксплуатации и снижение энергозатрат.

На фиг.1 изображен электролизер, общий вид; на фиг.2-то же, монтаж электродов, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг. 1, на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Электрокоагулятор состоит из корпуса

I, снабженного патрубком подачи 2 исходной воды и вывода 3 обработанной воды. Внутри корпуса 1 расположены параллельно друг другу и перпендикулярно потоку обрабатываемой воды перфорированные железный 4 и алюминиевые 5 электроды. Они снабжены на противоположных торцах проточками 6 под диэлектрические направляющие 7, на которых они свободно установлены. Электроды могут свободно перемещаться вдоль направляющих 7. В зазоре между электродами установлены прокладки 8 из твердого диэлектрического материала (например, винипласт), имеющие форму шара и закрепленные на системе стержней, состоящей из вертикальных стержней 9, верхний торец которых закреплен на горизонтальном стержне 10, торцы которого снабжены U-образными держателями

II, установленными на дополнительных направляющих 12. Эти направляющие закреплены с уклоном по длине корпуса 1 при помощи крепления 13 и гаек 14. Прокладки 8 установлены с возможностью перемещения в зазоре между электродами 4, 5 и в направлении патрубка вывода 3 воды. Дополнительные направляющие 12 закреплены в плане за пределами корпуса 1. Участки электродов, контактирующие с прокладками 8, выполнены без перфораций. Количество отверстий 15 перфорации электродов и их диаметр увеличиваются по ходу движения воды в корпусе, при этом на соседних электродах отверстия не соосны (не показано). Направляющие 7 снабжены п -образным упором 16 из диэлектрического материала. Вертикальные стержни 9 выполнены из диэлектрического материала (винипласт, армированный металлическим стержнем) (не показано). Упор 16 выполнен с окнами 17. Электроды соединены с источником напряжения (не показано).

Электрокоагулятор работает следующим образом.

Обрабатываемая вода подается внутрь корпуса 1 электрокоагулятора через патрубки подачи исходной воды, проходит через отверстия 15 перфорации электродов 4. 5.

При подаче напряжения на электроды 4 и 5 происходят равномерное растворение электродного материала с их поверхности и выделение продуктов растворения гидроокиси алюминияч А(ОН)зи гидроокиси железа Ре(ОН)з- в обрабатываемую воду.Происходит образование малорастворимых соединений металла с компонентами раствора, адгезия коллоидных ча(J стиц примесей и образовавшихся малорастворимых соединений. Перемешивание обрабатываемой воды в зазорах между электродами способствует слипанию частиц за счет увеличения числа их столкновений, а

5 снижение интенсивности перемешивания из- за увеличения количества и диаметра отверстий 15 перфорации электродов 4, 5 по ходу движения воды обеспечивает максимальное сохранение структуры и прочности скоагу0 лированных агрегатов. После обработки вода через патрубок 3 удаляется из корпуса 1, например, во флотатор, фильтр,

При растворении поверхностей электродов 4, 5 увеличивается межэлектродное

5 расстояние между ними. За счет .силы давления воды на поверхность электродов 4, 5 происходит их перемещение вдоль направляющих 7, которое ограничивается прокладками 8 и упором 16, при этом между

0 электродами фиксируется постоянный зазор (6-8 мм), равный диаметру прокладок. При движении прокладок вдоль корпуса 1 они одновременно, например, смещаются вверх, так как система стержней, на которой

5 они закреплены, перемещается при этом по дополнительным направляющим 12 вверх. Это происходит за счет закрепления их по длине корпуса 1 с уклоном, в этом случае в сторону патрубка подачи 2 воды.

0 Смещение прокладок по поверхности электродов в процессе работы электролизера и смещения электродов вдоль корпуса исключают влияние изменения условий (например, гидродинамических) растворения

5 поверхности электродов на участках их контакта с прокладками. Величина зазора между участками контакта прокладок и поверхностей электродов не соответствует величине зазора между остальной их рабо0 чей поверхностью. Прокладки, смещаясь вверх, перемещаются на участок поверхности электродов, где условия растворения электродов соответствуют условиям растворения рабочей поверхности электродов и

5 где межэлектродное расстояние должно равняться оптимальной заданной величине, обеспечивая таким образом эту величину зазора.

При этом в предложенном электрокоагуляторе упрощается эксплуатация и повышается надежность работы, так как отпадает необходимость подбора скорости воды, диаметра отверстий в электродах, степени сжатия пружины в зависимости от вида и толщины электродов и уменьшения их веса, что практически можно осуществить. Кроме того, расширяется диапазон регулирования производительности установки при помощи скорости воды при изменении состава и количества в ней загрязнений, так как процесс сближения электродов при уменьшении их толщины не зависит от изменения скорости движения воды в корпусе 1. Снабжение упоров 16 окнами 17 исключает застойные зоны.

Монтаж электродов в корпусе 1 осуществляется следующим образом.

Упор 16 при монтаже вынимается из корпуса для увеличения в нем монтажного объема. Электрод помещается в корпус 1 между направляющими 7 под углом ( а ) к его продольной оси (см. фиг.2), поворачивается поперек корпуса 1 и смещается в нужном направлении. Направляющие 7 располагаются при этом в проточках 6 на торцах электродов. Прокладки 8 перемещаются до упора с этим электродом, затем таким же образом устанавливается следующий электрод и т.д. После установки всех электродов они с прокладками смещаются в исходное положение и между крайними электродом и торцевой стенкой корпуса над патрубком вывода 3 воды устанавливается упор 16, фиксирующий электроды. Демонтаж электродов осуществляется в обратном порядке. Такие монтаж и демонтаж электродов в корпусе приводят к уменьшению времени на эти операции и упрощают эксплуатацию электрокоагулятора.

Возможен другой вариант монтажа и демонтажа электродов, при нем система прокладок 8 и стержней 9,10 вынимается из корпуса 1. Для.этого стержень 10 поворачивают под углом ( а } к продольной оси корпуса, аналогично как электрод 6 на фиг.2,,и вынимают из корпуса.

Монтаж производится в обратном порядке.

Выполнение диэлектрической прокладки из твердого материала с формой шара позволяет поддерживать жестко фиксированный оптимальный зазор между рабочей поверхностью электродов, равный диаметру шара. Кроме того, при такой форме прокладки при ее отклонении от вертикальной или горизонтальных осей зазор между поверхностями электродов будет неизменным. Прокладка в форме шарз имеет минимальную площадь контакта с электродами, что приводит к минимальному уменьшению их рабочей поверхности. При этом смещение прокладки в процессе работы электролизера при регулировании оптимального зазора между поверхностями электродов незначительно, ибо площадь контакта шара с поверхностью минимальная и при смещении (2-5 мм) прокладок они будут контактировать с рабочей позерхностью электродов, где условия и глубина растворения электродов другая и где необходимо устанавливать оптимальный постоянный зазор. Таким образом, повышаются надежность и эффективность работы

установки, ибо обеспечивается постоянный оптимальный зазор межу электродами и уменьшается нагрузка на конструкцию. Закрепление прокладок на системе стержней, которая установлена с возможностью перемещения вдоль дополнительных направляющих, позволяет осуществлять перемещение прокладок вдоль корпуса и рабочей поверхности электродов и обеспечивает поддержание равномерного постоянного зазора между рабочей поверхностью электродов.

Кроме того, эти признаки изобретения создают условия для регулирования скорости движения воды в корпусе в зависимости

от количества и вида загрязнений в воде, так как изменение скорости движения в предложенном техническом решении не вызывает изменения зазора между электродами. Закрепление в плане дополнительных

направляющих за пределами корпуса с уклоном по его длине позволяет вести беспрепятственный монтаж и демонтаж электродов в корпусе, уменьшая время на эту процедуру и обеспечивая удобство эксплуатации.

Выполнение проточек на противоположных торцах электродов позволяет вести их монтаж и демонтаж в корпусе без дополнительных крепежных работ, что уменьшает

время на эту процедуру и обеспечивает удобство монтажа.

Пример. Производилось осветление искусственно замутненной воды в известном и предлагаемом электрокоагуляторах.

Замутнитель - каолин, объем электрокоагулятора 3 л, материал электродов - алюминий, сталь 30, скорость движения воды 40 л/ч, сила тока 1,5А, исходная концентрация взвеси 300 мг/л.

В известном электрокоагуляторе затраты на обработку воды 210-236 Вт-ч/л, эффект осветления 38,8 - 42,4%, в предложенном - 203-221 Вт-ч/л, эффект осветления 51.0 - 64,7%.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой конструкции заключается в снижении затрат электроэнергии на обработку воды при одновременном достижении более высокого эффекта очистки.

Таким образом, предложенный электрокоагулятор для очистки воды позволяет повысить эффективность и надежность работы, удобство эксплуатации путем поддержания оптимального равномерного постоянного зазора между электродами, увеличения рабочей поверхности электродов, возможности регулировать скорость движения воды в корпусе в зависимости от количества и вида загрязнений без изменения зазора между электродами, уменьшения времени на монтаж и демонтаж электродов в корпусе и упрощения его проведения, что сокращает энергозатраты, повышает производительность и качество обработки воды.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Электрокоагулятор для очистки воды, содержащий корпус с размещенным в нем комплектом растворимых плоскопараллельных перфорированных электродов, установленных на направляющих из диэлектрического материала, расположенных на стенках корпуса с возможностью перемещения и разделенных прокладками из диэлектрического материала,

патрубки ввода и вывода воды, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, надежности удобства эксплуатации и снижения энергозатрат, прокладки выполнены в форме шара из твердого материала и

закреплены на вертикальных стержнях, при этом верхние торцы стержней закреплены с помощью горизонтального стержня, торцы которого снабжены держателями в виде полуко- лец, установленных на дополнительных

направляющих, расположенных на корпусе снаружи, и выполнены с уклоном по длине корпуса, торцы электродов снабжены проточками под направляющие из диэлектрического материала.

10

Ч

A-A

Изобретение относится к очистке ных вод. Злектрокоагулятор состоит из корпуса 1, снабженного патрубками подачи 2 и вывода 3 воды. Внутри корпуса 1 расположены параллельно друг другу и перпендикулярно потоку обрабатываемой воды перфорированные железный 4 и алюминиевые 5 электроды. Они снабжены на противоположных концах проточками под диэлектрические направляющие, на которых они свободно установлены. В зазоре между электродами установлены прокладки 8 из твердого диэлектрического материала, имеющие форму шара и закрепленные на вертикальных стержнях 9, при этом верхние торцы стержней закреплены с помощью горизонтального стержня 10, торцы которого снабжены держателями в виде полуколец 11, установленных на дополнительных направляющих 12, закрепленных с уклоном по длине корпуса 1. Кроме того, направляющие закреплены за пределами корпуса 1 и снабжены упором 16, выполненным с окнами 17. В электролите при перемещении электродов вдоль корпуса в процессе эксплуатации обеспечивается поддержание постоянного равномерного зазора между электродами и упрощается их монтаж и демонтаж. 4 ил. (Л С

f 6

./ 5

-/5

9

6

-7

фмг5