Электролизер для очистки сточных вод

 

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащий цилиндрический корпус, катод, вьтолненный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, цилиндрическую перфорированную мембрану , установленную коаксиально катоду, заполненную металлической стружкой и снабженную анодным токопройодом , и камеру подачи исходной воды, размещенной в нижней части корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозат -рат на процесс очистки, анодный токопровод выполнен в виде полого перфорированного вала, соединенного с трубопроводом подачи электролита и снабженного приводом вращения с эксцентриком , мембрана снабжена сплошным днищем, жестко закрепленным на анодном токопроводе скребками, закрепленными на ее наружной поверхности, и прижимным диском.

(1Е (И)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З151, С 02 F 1/46

ВС,"„Щящ Р,.g

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCK0MV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3483109/23-26 (22) 19. 08.82 (46) 23 07 84. Бюл. У 27 (72) И.И. Уткин (71) Одесский инженерно-строительный институт (53) 628.543(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 831741, кл. С 02 F 1/46, 1981.

2. Патент США Ф 4014766, кл. 204-152, 1977 (прототип) . (54) (57) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОЧИСТКИ

СТОЧНЪ|Х ВОД, содержащий цилиндрический корпус, катод, выполненный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, цилиндрическую перфорированную мембрану, установленную коаксиально катоду, заполненную металлической стружкой и снабженную анодным токопроводом, и камеру подачи исходной воды, размещенной в нижней части корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозат-рат на процесс очистки, анодный токопровод выполнен в виде попого перфорированного вала, соединенного с трубопроводом подачи электролита и снабженного приводом вращения с эксцентриком, мембрана снабжена сплошным днищем, жестко закрепленным на анодном токопроводе скребками, закрепленными на ее наружной поверхности, и прижимным диском.

1 104

1

Изобретение относится к электрохимической очистке воды и может быть использовано для очистки природных и производственных сточных вод.

Известен электрокоагулятор для очистки вод, включающий корпус с дном, на котором размещены анодный токопровод, стружечный анод и над ним перфорированный V-образной формы катод, патрубок ввода воды, раз- 10 мещенный в верхней части корпуса и соединенный с центром катода, и патрубки вывода, установленные на боковых стенках корпуса в верхней его части. 15

В данном устройстве исходная вода подается сверху вниз и через отверстия в катоде поступает в межэлектродный зазор, а затем отводится через патрубки вывода 1 1 ).

Недостатком данного устройства является осаждение на стружечном аноде гидроксидов . вследствие того, что в процессе работы электрокоагулятора растворение стружечного анода происходит не только в верхней его части, но и в нижних слоях, а поскольку фильтрация очищаемой воды через стружечный анод отсутствует, то гидроксиды осаждаются на стружках в толще анода. Это приводит к постепенному снижению выхода металла по току и, соответственно, к увеличению расхода электроэнергии на очистку воды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является электролизер,включающий цилиндрический корпус с перфорированным днищем катод выполненЭ Ф

40 ный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, стружечный анод, размещенный внутри корпуса в цилиндрической перфорированной мембране из

45 диэлектрического материала, установленной коаксиально катоду, анодный токопровод, установленный в центре стружечного анода по всей его высоте, и камеру подачи исходной воды, размещенную под перфорированным дни-. щем корпуса.

В данном устройстве поступающая на очистку вода подается в камеру . подачи, откуда через перфорированное днище поступает внутрь корпуса, где она насыщается ионами металла и затем отводится на дальнейшую обработку. В процессе электролиза в

113 камеру подачи одновременно с водой подается воздух для окисления растворившегося металла и удаления образовавшихся гидроксидов в толще стружечного анода <2 ).

Недостатком известного электролизера является пассивация катода в результате образования на нем осадка гидроксидов кальция и магния, а также пассивация стружечного анода, которая происходит в результате образования на его поверхности окисла типа

Ге,О . Это приводит к повышению удельных затрат на обработку воды за счет роста напряжения на электродах.

Кроме того, необходимость подачи большого количества воздуха в электролизер также требует значительных затрат энергии.

Целью изобретения является сниже-, ние энергозатрат на процесс очистки воды.

Указанная цель достигается тем, что в электролизере для очистки сточных вод, содержащем цилиндрический корпус, катод, выполненный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, стружечный анод, размещенный внутри корпуса в цилиндрической перфорированной мембране из диэлектрического материала, установленной коаксиально катоду, анодный токопровод, установленный в центре стружечного анода по всей его высоте, и камеру подачи исходной воды, размещенной в нижней части корпуса, анодный токопровод выполнен в виде полого перфорированного, вала, соединенного с трубопроводом подачи электролита и снабженного приводом. вращения с эксцентриком, причем цилиндрическая мембрана снабжена сплошным днищем, жестко закрепленным на анодном токопроводе скребками, закрепленными на ее наружной поверхности, и прижимным диском в верхней части.

На чертеже представлен предлагаеФ мый электролизер, продольный разрез.

Электролизер состоит из корпуса

1 цилиндрической формы, катода 2, выполненного в виде полого цилиндра, установленного вплотную к стенкам корпуса 1> стружечного анода 3, размещенного в цилиндрической сетке 4 из диэлектрического материала, установленной коаксиально катоду, полого перфорированного вала 5, установленного в центре стружечного анода 3 и

04113 4 ние вала 5 с стружечным анодом 3.

При этом с помощью скребков 13 счищаются отложения с катода 2. Одновременно благодаря эксцентрику 7 производится встряхивание стружечного

° анода 3, в результате чего происходит его уплотнение, чему способствует прижимной диск 14. Включение привода 6 необходимо не чаще одного

1р раза каждые 4-5 ч на 1-2 мин.

При растворении анода на 10-20Х прижимной диск 14 вынимается и образовавшаяся пустота заполняется новыми стружками, причем этот процесс можно вести,не останавливая работы электролизера .

Введение кислого электролита в межстружечное пространство анода 3 препятствует его зашламлению гидроксидами и устраняет пассиванию. Причем исходная величина рН при этом почти не меняется за счет разрядки ионов водорода на катоде. В результате процесс очистки воды ведется,достаточно длительное время при параметрах, близких к начально.

ПродолжительЭлектр оли з ер

Известный

Предлагаемый ность электНапряжение, В

Напряжение, В

Сила тока, А

Расход электроэнергии, Вт ч

Сила тока, А

Расход электроэнергии, Вт ч роли за, ч

13

12

13,8

82,8

12,5

16,1

96,6

6

114

l2,5

75

Как видно из таблицы1в предлагаемом электролизере расход электроэнер3 ll являющегося анодным токопроводом, привода 6 с эксцентриком 7 для вращения вала 5, камеры 8 подачи исходной воды с подводящим трубопроводом

9, трубопровода 10 для отвода обработанной воды и трубопровода 11 для подачи электролита. Цилиндрическая сетка 4 установлена на сплошном днище 12, жестко закрепленном на валу 5, а на ее наружной поверхности закреплены скребки 13 для снятия отложений с катода, выполненные, например, в виде щеток из нержавеющей стали. В верхней части стружечного анода 3 расположен прижимной диск 14.

Электролизер работает следующчм образом.

Исходная вода по трубопроводу 9 подается в камеру 8 подачи, откуда она поступает в межэлектродное пространство 15 и затем, насыщенная хлопьями гидроксидов железа, получаемых в результате электрохимического растворения стружечного анода 3, отводится по трубопроводу 10. Одновременно с подачей исходной воды по трубопроводу 11 подается электролит (О, 1-0 2Х-ный раствор соляной кислоты), который через отверстия t6 в валу 5 поступает в межстружечное пространство анода 3. Расход электролита при этом 1-200 расхода поступающей на очистку воды.

После 4-5 ч работы включается привод 6, который обеспечивает вращеПроводились испытания известного

3О и предлагаемого электролизеров. На очистку подавалась вода, содержащая ионы шестивалентного хрома, при этом в процессе очистки на обоих электролизерах достигается 100Х-ный

35 эффект очистки.Параме р" о «с приводятся в таблице. гии, по сравнению с известным, сокращен в среднем на 20Х.

11041 13

Составитель Т. Барабаш

Техред Т,Дубинчак КорректоР И. Иуска

Редактор Г. Волкова

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5153/15 ° Тираж 867 Подлис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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