Электрокоагулятор

 

ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР, содержа щий анод и катод, установленный с возможностью перемещения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности электрохимической очистки раствора и снижения расхода электроэнергии путем достижения равномерности потока pacTBOpja в межэлектродном пространстве и предотвращения отложений на аноде, катод снабжен спиральным элементом, выетупаюш;им над его поверхностью, обращенной к аноду. Изобретение относится к электрохимической очистке жидкостей, а именно к аппаратам для очистки природных отработанных вод, дисперсий и растворов . Наиболее близким к изобретению является электрокоагулятор, включающий электроды: анод, катод с отверстием в центре, устанонленньй с возможностью перемещения. Недостатком известного электрокоагупятора является то, что в нем в 2.Электрокоагулятор по п.1, о тл и ч а ющи йся тем, что катод выполнен со рпиральным пазом, в котором расположен спиральный элемент. 3,Электрокоагулятор по п.1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что спиральньй элемент выполнен из зернистого материала. 4 Электрокоагулятор по п.1, о тл и ч а ющи и с я тем, что спиральный элемент выпсхлнен из волокнистого материала. 5.Эпектрокоагулятор по п.1, о тЛ и ч .а ющи и с я , что, с целью получения коагулянтов заданного состава, анод выполнен из отходов металлов. 6.Электрокоагулятор по п. 1,4 (Л о т л и чаю щи и с я тем, что аттод выполнен из алюминия и железа. 7.Злектрокоагулятор по п.1, 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что анод выполнен в виде спирально уложенных листов и железа „ |i сл сд ю межэлектродном пространстве скорость раствора весьма.неравномерна. Величина ее резко (щуимерно в 10 раз) падает от центра к периферии электродов, что увеличивает толщину диффузионного слоя, снижает предельную диффузионную плоскость тока, замедляет электрохимический процесс -и снижает эффективность работы установки в целом. При высоких плотностях тока стадии транспортировки определяют скорость всего суммарного электродного процесса.

„,80„„1045542

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1)5 С 02 F 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3368 766/26 (22) 15.12.81 (46) 30.07.91, Бюл. Ф 28 (71). Киевский технологический институт легкой промышленности (72) Я.M. Заграй, Г.М. Кабыш, Л.В. Лысенко, П.И. Довгуша, M.Ê. Шакиров и В.И. Харлашкин (53) 6 28 . 33 7 (088 .8) (56) Патент США № 3944478, . кл. С 02 В 1/82, 1976., (54) (57) ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР, содержа щий анод и катод, установленный с возможностью перемещения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения .эффективности электрохимической очистки раствора и снижения расхода электроэнергии путем достижения

/ равномерности потока раствора в межэлектродном пространстве и предотвращения отложений на аноде, катод снабжен спиральным элементом, выступающим над его поверхностью, обращенной к аноду.

Изобретение относится к электрохимической очистке жидкостей, а именно к аппаратам для очистки природных, отработанных вод, дисперсий и раст-. воров.

Наиболее близким к изобретению является электрокоагулятор, включающий электроды: анод, -катод с отверстием в центре, установленный с возможностью перемещения.

Недостатком известного электрокоагулятора является то, что в нем в

2. Электрокоагулятор по п.1, отличающийся тем, что катод выполнен со спиральным пазом, в котором расположен спиральный элемент.

3. Электрокоагулятор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что спиральный элемент выполнен из зернистого материала.

4. Электрокоагулятор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что спиральный элемент выполнен из волокнистого материала.

5. Электрокоагулятор по п.1, о тличающийся тем, что, с целью получения коагулянтов заданного состава, анод выполнен из отходов металлов.

6. Электрокоагулятор по п.1,4 отличающийся тем, что анод выполнен из алюминия и железа.

7. Электрокоагулятор по п.1, 2, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что анод выполнен в виде спирально уложенных лис/тов алюминия и железа. межэлектродном пространстве скорость раствора весьма. неравномерна. Величина ее резко (примерно в 10 раз) падает от центра к периферии электродов, что увеличивает толщину диффузионного слоя, снижает предельную диффузионную плоскость тока, замедляет электрохимический процесс-и снижает эффективность работы установки в целом, При высоких плотностях тока стадии транспортировки определяют скорость всего суммарного электродного процесса.

1045542

Возвратно-вращательное движение катода связано с необходимостью применения двигателей большой мощности, так как катод двигается неравномерно: от минимального значения следует ускорепие до максимального значения, после чего следует замедление до полной остановки и т.д. Такой вид движения связан с большими энергозатратами при большой частоте (при быстром перемещении) . Если перемещение катода будет медленным, то будет наблюдаться образование отложений, окисных пленок и осадков на анодах.

Целью изобретения является повышЕние эффективности электрохимической очистки раствора, снижение энергозатрат процесса, улучшение равномерности потока раствора в межэлектродном. пространстве, обеспечение эффективного перемешивания раствора и предотвращение отлажения загрязнений на электродах.

Поставленная цель достигается тем, что в электрокоагуляторе, содержащем .анод и катод и раствор между ними, катод снабжен спиральным элементом, выступающим над его поверхностью, обращенной к аноду. Катод может быть выполнен с спиральным пазом, в кото30 ром расположен спиральный элемент, выполненный из зернистого или волокнистого материала. Анод выполнен из отходов металлов и может быть снабжен элементами в виде секторов или 35 выполнен в виде спирально уложенных листов металла.

На фиг.1 показано сечение электрокоагулятора„ на фиг .2 — разрез по

А-А на фиг.1. 40

Электрокоагулятор состоит из катода 1 в паз на поверхности которого вставлен выступающий над обращенной поверхностью к аноду сйиральный элемент 2. При установке катода 1 на анод 3 элемент образует канал 4 для прохождения очищаемого раствора.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор подается в канал 50

4 вращающегося катода. При поляризации системы с помощью .катода 1 и анода 3 и перемешивании в.межэлектродном пространстве происходит агрегация и последующая седиментация агре- 55 гатов частиц — получается чистый от дисперсных примесей раствор . 3a счет спирального элемента 2 происходит перемешивание .раствора и очищение анода 3. Элемент работает подобно абразиву.

В зависимости от того, какого размера частицы необходима удалить, выбирается и высота, пластины элемента 2 так, чтобы частицы не забили канал. Электрохимические процессы предопределяют выгодность минимальной высоты элемента, Поэтому, в каждом конкретном случае выбирается наиболее выгодный вариант.

Для анода могут быть использованы любые отходы любых металлов. Например, стружка металлов прессуется, если это мелкие болванки, то они могут быть спрессованы со стружкой, или оплавлены, или просто смешаны с эпоксидной композицией, которая при затвердевании образует монолит. Для очистки ряда растворов более эффективно введение смеси ионов металлов, например Fe и Al, причем в разных соотношениях. В этом случае к аноду присоединяются элементы в виде секторов в заданной площади и в заданном количестве, например, в зависимости от типа и качества очистки воды.

Введению смеси ионов служит и анод в форме спирали из заданного числа листов металла.

Например, в случае использования растворимого электрода (анода) 3 при очистке воды поверхностного источника с содержанием взвешенных веществ

4 г/л и удельной электропроводностью

3,9 10 Ом ° см при температуре 25 С с расходом 48 л/ч, расстоянии между электродами 2 мм, диаметре анода

50 мм, числе оборотов электрода (катода) 1 60 об/мин и напряжении электрического ноля 60 В предлагаемый аппарат обеспечивает практически полное удаление взвешенных веществ из воды.

Расход электроэнергии при плотности тока 140 мА/см и дозе металла (А1+ ) 12,8 мг/л не превышают

1,1 кВт ч/м

Увеличения производительности установки в зависимости от диаметра анода при очистке воды поверхностного водоема показано в таблице

При глубокой очистке водопррводной воды доза Al уменьшается от 112,8 до 4,2 мг/л, а производительность установки увеличивается в 3 раза.

104 554 2

500

100

14 О

250

1140

384

200

Фиг. l

Диаметр анода, 50

Площадь анода, м 0,002 0,008

Ток, А 1,65 6,6

Производительность л/ч

О, 016

1 3, 2

0,049 0,2 1

4 0,4 165 660

1225 5000 22800

104 554 2 (pue. 2

Корректор Л. Патай

Редактор С. Титова

Техред А. Кравчук

Заказ 3129 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101