Аппарат для электрохимической очистки сточной воды Советский патент 1982 года по МПК C02F1/46 C02F1/463 C02F1/46 C02F101/20 C02F101/30 C02F103/16 

(5) АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ Изобретение относится к области электрохимической очистки сточных вод, содерхащих примеси коллоидной степени дисперсности и/или ионные при меси, поверхностно-активные вещества эмульсии и ионы тяжелых металлов, и может быть использовано на предприятиях машиностроительной,металлообрабатывающей и других oTpacjiefl промышленности . Известен аппарат для электрохимической очистки сточной воды, вклочаю ций коаксиально расположенные относи тельно друг друга отстойник и внутре нюю циркуляционную трубу, выполненную секционной, в нижней секции цирк ляционной трубы установлены раствори мые электроды lj. Недостатком известного аппарата является малая скорость процесса укрупнения скоагулировавших частиц, что затрудняет отделение их от воды, требует уменьшения скорости потока

СТОЧНОЙ воды очищаемой воды и тем самым снижает производительность аппарата. Цель изобретения - повышение производительности аппарата. Поставленная цель достигается тем Что в аппарате для электрохимической очистки сточной воды включающем коаксиально расположенные относительг но друг друга отстойник и внутреннюю циркуляционную трубу, выполненную секционной, в нижней секции циркуляционной установлены растворивмыб электроды, верхняя секция циркуляционной трубы выполнена в виде усеченного конуса, на верхнем малом основа ни1 конуса установлен цилиндр, вокруг которого расположен нерастворимый анод, а внутри - катод. Диаметр цилиндра выбирают равным или меньшим половины диаметра средней секции циркуляционной трубы. Катод может быть изготовлен в виде сетки из проволоки. 35)0 Нерастворимые анод и катод выполнены изолированными. Такое конструктивное выполнение верхней секции циркуляционной трубы обеспечивает увеличение скорости очищаемой воды в верхней части циркуляционной трубы, что создает благоприятные условия для столкновения частиц и увеличения скорости их коагуляции . Увеличению скорости укрупнения ко агулирующих частиц способствует такж конструктивное выполнение нераствори мых анода и катода и их расположение так как в очищаемой воде, проходящей цилиндр верхней секции, создается неоднородное электрическое поле, воздействием которого частицы взвеси, заряженные отрицательно, отжимаются к стенке цилиндра, в результате чего их концентрация вблизи сте нок повышается, т.е. обеспечиваются условиядля повышения скорости укрупнения частиц примеси. Расположё ние нерастворимого анода также обеспемивает укрупнение частиц снаружи цилиндра. То, что диаметр ( d )цилиндра верхней секции выбирают равным d$0,5D, где D - диаметр средней секции циркуляционной трубы, обеспечивает повышение скорости движения воды в цилиндре, а это, в свою очередь, увеличивает вероятность столкновения частиц примеси. Эффект влияния увеличения скорости движения жидкости в цилиндре меньшего диаметра, чем основная часть циркуляционной трубы, на скорость коагуляции усиливается под влиянием ортокинетической коагуляции, которая реализует ся в случае частиц различного размера. . I В качестве растворимых электродов а аппарате предложено применять алюминий или железо. При этом алюминий целесообразно использовать преимущественно при очистке сточных вод от примесей коллоидной степени дисперсности, а железо, например, Ст-3 - пр очистке сточных вод преимущественно гальванического производства, содержащих ионы тяжелых металлов, например хромат-ионы. Применение алюминия для очистки сточных вод от примесей кйллоидной степени дисперсности боле эффективно, так как алюминий при растворении переходит в воду в виде трехзарядных ионов, обладающих большей коагулирующей способностью по сравнению с двухвалентными ионами железа, образующимися при растворении железных электродов. Для очистки сточных вод гальванического производства более эффективно применение железных электродов, так как переходящие в раствор двухзарядные ионы железа восстанавливают шестивалентный хром до трехвалентного, а образующаяся гидроокись железа (111) сорбирует на себе и другие ионы тяжелых металлов. Катод, установленный в цилиндре, целесообразно изготавливать в виде сетки из проволоки, что позволяет увеличивать площадь взаимодействия катода с обрабатываемой водой. Нерастворимые анод и катод могут быть изолированы от воды; в этом случае нет электролиза воды и экономится электроэнергия. В случае, когда электроды не изолированы от воды, усиливается эффект флотации. На нерастворимые электроды подается напряжение 50-600 В. Такое напряжение обеспечивает создание оптимального электрического поля, способствующего концентрированию дисперсных частиц примесей вблизи стенок цилиндра, что приводит к укрупнению частиц с большей скоростью. Циркуляционную трубу выполняют из трех секций, что создает дополнительные удобства при обслуживании. На чертеже представлен предлагаемый аппарат для электрохимической очистки сточных вод, разрез. Аппарат для электрохимической очистки сточных вод включает коаксиально расположенные друг относителЬно друга отстойник 1 и циркуляционную трубу 2. .Циркуляционная труба 2 выполнена секционной из трех разъемных секций: верхней 3, средней k, нижней 5- Верхняя секция 3 расположена в полости отстойника 1. В нижней секции 5 установлены растворимые электроды 6, выполненные пластинчатыми и в зависимости от вида очищаемой воды изготовленные из алюминия или железа (, сталь - 3)Верхняя секция 3 выполнена в виде усеченного конуса, к верхнему малому основанию которого прикреплен цилиндр. Внутри цилиндра по его оси установлен нерастворимый катод 7- Снаружи цилиндра установлен нерастворимый анод 8, выполненный кольцевым. Нерастворимые катод 7 и анод 8 могу быть выполнены неизолированными от жидкости или изолированными. Нераст воримый катод может быть выполнен в виде стержня или в виде проволочн го фильтра из токопроводящего матер ала ,Нераствори-мые катод 7 и анод 8мог быть выполнены из любого токопровод щего материала (графит, магнетит и др.).Нерастворимые катод 7 и анод 8 посредством изолированных вводов 9 и 10 подключены соответственно к от рицательному и положительному полюсам источника постоянного тока напр жением 50-600 В. Нижний торец нижней секции 5 цир куляционной трубы 2 закрыт крышкой которая выполнена полой в виде направленного вниз конуса, в нижней точке которого расположен патрубок ввода очищаемой воды. Верхний торец секции 5 прикреплен к нижнему торцу секции k и нижнему концу отстойника 1 . В корпусе секции 5 расположен изолированные вводы 13, 1, через которые анодные и катодные пластины растворимых электродов подключены с ответственно к положительному и отр цательному полюсам низковольтного и точника постоянного тока. В отстойнике 1 расположена кольЦеваяперегородка 15. которая укреплена с помощью кольца 16, что обеспечивает эффективное отделение пены от очищенной воды. Пена, попадающая на кольцо 16, сбрасывается пеноудаляющим устройством 17 из отстойника 1 через патрубок 18. Пеноудаляющее устройство 17 состоит из установленного на поворотной штанге 19 трубопровода 20, на одной из консолей которого расположены инжектор 21 и пенозаборник 22, выходной носок трубопровода 20 расположен над кольцом 16, соединенным с патрубком 18. Снизу пеноудаляющего устройства 1 установлен отражающий экран 23 изготовленный в виде тарелки и предназначенный для отражения потока воды. Сверху отстойник 1 закрыт крышкой 2+. fla наружной стенке отстойника 1 установлены патрубок 25 вывода очищенной воды и патрубок 26 дл периодического удаления накопившегося в отстойнике 1 шлама. Аппарат работает следующим обт разом. Подлежащую воду подают через патрубок ввода 12 в нижнюю секцию 5 где расположены растворимые электроды 6, подключенные к низковольтному источнику постоянного тока. При подаче напряжения электроды (аноды) 6 начинают растворяться, а на катодных пластинах происходит выделение водорода. Продукты растворения ауодных пластин взаимодействуют с примесями воды, вызывая их коагуляцию. Пузырьки водорода флотируют скоагулировавшие частицы-и выносят их на поверхность воды в виде пены, которая удаляется пеноудаляющим устройством 17- Сточная вода затем поступает в среднюю секцию , где начинают формироваться частицы взвеси. Далее вода поступает в верхнюю секцию 3, где скорость ее возрастает; под влиянием электрического поля (.а также под влиянием увеличения скорости ) частицы взвеси укрупняются. Вода отбрасывается отражающим экраном 23 в полость отстойника 1, где происходит дальнейшее укрупнение частиц взвеси и они, отделяясь от воды,, попадают на дно отстойника 1, откуда периодически удаляются через патрубок 2б. Очищенная вода выводится из аппарата через патрубок 25. Применение предложенного аппарата для электрохи 1ической очистки сточных вод позволяет отказаться от применения фильтров или других устройств, предназначенных для отделения взвешенных веществ от воды. Кроме того, конструкция аппарата позволяет повы- сить на 10-15 производительность аппapaтoв предназначенных для электрохимической очистки сточных вод от примесей коллоидной степени дисперсности и от ИОНО& тяжелых металлов. Увеличение скорости потока жидкости , протекающей в межэлектродном пространстве,снижает концентрационную поляризацию, что в свою очередь дает возможность отказаться от добавок реагентов - активаторов анодного растворения алюминия или железа и от рециркуляции очищенной воды из отстойника в межэлектродное пространство. Формула изобретения 1. Аппарат для электрохимической чистки сточной воды, включающий коаксиально расположенные относитвл1 но друг друга отстойник и внутреннюю циркуляционную трубу, выполненную се ционной, в нижней секции циркуляционной трубы установлены растворимые электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата, верхняя секция циркуляционной трубы выполнена в виде усеченного конуса, на верхнем малом основании конуса установлен цилиндр, вокруг которого располон(ен нерастворимый анод, а внутри - катод 2, Аппарат по п. 1,отли чающий с п тем, что диаметр ци

21

2 линдра верхней секции равен или меньше половины диаметра средней секции циркуляционной трубы. 3. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что катод выполнен 8 виде сетки из проволоки, k. Аппарат поп, 1, отли чающий с я тем, что нерастворимые анод и катод выполнены изолированными, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2637231/29-26, кл, С 02 С 5/12, 1978.