Электрокоагулятор

 

Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от ионов тяжелых металлоВо Цель изобретения - повышение степени очистки и обеспечение возможности получения осадка с магнитными свойствами о Электрокоагулятор состоит из корпуса 1 с патрубком 2 для ввода очищаемой воды, соединенного с центром V-образного перфорированного катода 3. В расширенной-части патрубка 2 расположена сферическая загрузка 4 из спеченных истирающихся частиц магнетита, размещенная внутри соленоида 5, подключенного к источнику переменного тока о Под катодом 3 размещен растворимый стружечный анод 6, отделённьш от V-образного катода с помощью диэлектрических полосок 7 и диэлектрической сетки 8 Стружечный анод 6 размещен в перфорированном коробе 9 из анодно-нерастворимого металла, на внутренней боковой поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка 10, отделяклцая катод 3 от боковых стенок короба 9, дно которого непосредственно контактирует со стружечной загрузкой, являясь анодным тоi (Л

„„SU„„1416447 А 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 4 С 02 F 1 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4064064/23-26 (22) 27,03,86 (46) 15.08.88. Бюл. К - 30 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт по электробытовым машинам и приборам (72) В.В. Ковалев, M.È. Судварг, M.È. Банд и А.П. Ткач (53) 628 .543(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 831741, кл-. С 02 F 1/46, 1978. (54) ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Цель изобретения — повышение степени очистки и обеспечение возможности получения осадка с магнитными свойствами. Электрокоагулятор состоит из корпуса 1 с патрубком 2 для ввода очищаемой воды, соединенного с центром V-образного перфорированного катода 3. В расширенной части патрубка 2 расположена сферическая загрузка 4 из спеченных истиракщихся частиц магнетита, размещенная внутри соленоида 5, подключенного к источнику переменного тока. Под катодом 3 размещен растворимый стружечный анод 6, отделенный от V-образного катода с помощью диэлектрических полосок 7 и диэлектрической сетки 8.

Стружечный анод 6 размещен в перфорированном коробе 9 из анодно-нерастворимого металла, на внутренней боковой поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка 10, отделяющая катод 3 от боковых стенок короба 9, дно которого непосредственно контактирует со стружечной загрузкой, являясь анодным то3

1416447 коподводом. На внешней поверхности короба 9 размещена диафрагма 11, разделяющая коагулятор на анодную и катодную камеры, причем к наружной поверхности диафрагмы 11 плотно примыкает второй перфорированный металлический короб 12, служащий дополнительным катодом. В нижней части корпуса 1

Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Пель изобретения — повышение степени очистки и обеспечение возможнос,ти получения осадка с магнитными свойствами.

На чертеже схематично изображен .предлагаемый электрокоагулятор.

Электрокоагулятор состоит из корпуса 1, снабженного патрубком 2 для ввода очищаемой воды, соединенного с центром V-образного перфорированного катода 3, В расширенной части патрубка 2 расположена сферическая загрузка 4 из спеченных истирающихся частиц магнетита, размещенная внутри соленоида 5, подключенного к источнику переменного тока. Под катодом 3 размещен растворимый стружечный анод

6, отделенный от V -образного катода с помощью диэлектрических полосок 7 и диэлектрической сетки 8.

Стружечный анод 6 размещен в перфорированном коробе 9 из анодно-нерастворимого металла, на внутренней боковой поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка 10, отделяющая катод 3 от боковых стенок короба 9, дно которого непосредственно контактирует со стружечной загрузкой, являясь анодным токоподводом. На внешней поверхности короба 9 размещена диафрагма 11, разделяющая электрокоагулятор на анодную и катодную камеры, причем к наружной поверхности диафрагмы 11 плотно примыкает второй перфорированный металлический короб 12, служащий дополнительным катодом. Перфорация в стенках и дне коробов 9 и 12 выполне5

40 размещен патрубок 13 с вентилем для регулирования подачи индифферентного электролита в катодную камеру, а в верхней части размещена выходная камера 14 для смешения потоков и регулирования значения рН очищенной воды, которая отводится через выходные патрубки 15. 1 ил. на соосной. В нижней части корпуса размещен патрубок 13 с вентилем для регулирования подачи индифферентного электролита в катодную камеру, а в верхней части. размещена выходная камера 14 для смешения потоков и регулирования значения рН очищенной воды, которая отводится через выходные патрубки 15.

Электрокоагулятор работает следующим образом.

Очищаемая вода, содержащая ионы тяжелых металлов †хро шестивалентного, никеля, цинка и др. — подается через входной патрубок 2. Одновременно через патрубок с вентилем 13 подается раствор индифферентного электролита в катодную камеру электрокоагулятора. В качестве индифферентного электролита может быть использован

1-2 -ный раствор хлорида натрия или очищенная вода после ее осветления, например, путем отстаивания и фильтрования. При включении соленоида 5 за .грузка 4 из предварительно намагниченных до насыщения спеченных истирающихся сферических частиц магнетита образует магнитоожиженный слой. При этом благодаря хаотическому движению и взаимному столкновению частиц загрузки происходит их истирание и попадание мелких затравочных кристаллов магнетита в поток очищаемой воды. Путем изменения напряжения переменного тока, текущего в соленоиде, осуществляется регулирование интенсивности хаотического движения частиц и дозирование затравки магнетита. После прохождения через магнитоожиженный слой очищаемая вода поступает сквозь отверстия в центре V-образного катода 3, протекает в межэлектродном зазоре

3 141 параллельно полоскам 7 и через отверстия на периферии катода .3 проходит вверх, переливаясь в камеру 14 смешения, откуда через патрубки 15 выводит ся из аппарата. При прохождении постоянного тока между стружечным анодом 6 и Ч-образным катодом 3, а также дополнительным катодом 12 происходит растворение стальной стружки с образованием ионов двух- и трехвалентного железа, которые реагируют с ионами тяжелых металлов, содержащимися в воде. По мере растворения верхнего прикатодного слоя стружечного анода 6 катод 3 опускается вместе с патрубком 2 под действием силы тяжести, . чему способствует значительная масса обмотки соленоида. При опускании катода сохраняется необходимый межэлектродный зазор и в работу включаются нижележащие слои стружечного анода, что обеспечивает непрерывную работу электрокоагулятора. Одновременно с растворением стружечного анода 6 благодаря разделению диафрагмой

11 электрокоагулятора на анодную и катодную камеры и наличию нерастворимого анода 9 происходит подкисление воды в анодной камере в объеме стружечного анода 6, что затрудняет зашпамление анода. Заплампение анода предотвращается также благодаря направлению потока очищаемой воды через межэлектродный зазор у V-образного катода 3, минуя стружечную загрузку.

Подкисленная вода, прошедшая обработку в анодной камере электрокоагулято. ра, выйдя через отверстия в катоде 3, попадает в камеру 14 смешения, где смешивается со щелочным электролитом из катодной камеры. Путем регулирования вентилем соотношения расходов католита и анолита достигается необходимое значение рН очищенной воды.

Благодаря наличию в очищаемой воде затравочных кристаллов магнетита и подогреву ее теплом, выделяемым в обмотке соленоида, ионы двух— трехвалентного железа, образующие при анодном растворении стружечной загрузки и частичном окислении ионов

Fe +ионами шестивалентного хрома или растворенным в воде кислородом, взаимодействуют между собой по реакции;

Fe + + 2HFe "+ 80H - Fe, 0 + 4Н О.

В результате этой реакции происходит ферритизация твердой фазы суспензии, выходящей из электрокоагулятора, 6447 а

45 полного эффекта очистки от всех ионов

50 тяжелых металлов беэ дополнительного

pear ентного подщелачивания очищенной воды, что сокращает производственные площади и затраты на реагентное хозяйство; ускорение процесса кристаллизации твердой фазы суспензии благодаря

55 комплексному воздействию постоянного

20 т. е. образуются кристаллические частицы магнетита Уe,О и маггемита

f Fe,0,, в структуру которых внедряются ионы тяжелых металлов, содержащиеся в очищаемой воде, Эти частицы обладают магнитными свойствами, большими размерами, их гидравлическая крупность увеличивается по сравнению с суспензией гидрооксидов в 2-3 раза, постигая значений 0,6-0,8 мм/с.

Суспензия, выходящая из электрокоагулятора, подвергается разделению известными методами, в том числе с использованием магнитного поля. Осветленная вода направляется на повторное использование или сбрасывается в канализацию, а осадок после отделения и обезвоживания подвергается сушке и направляется на утилизацию. Высушенный осадок магнетита используется для приготовления спеченных сферических частиц, помещаемых в соленоид для дозирования затравочных кристаллов в поток очищаемой воды.

Преимуществами предлагаемого электрокоагулятора по сравнению с прототипом являются: уменьшение благодаря повышенной гидравлической крупности размеров и производственных площадей под оборудование и элементы сооружений для. отстаивания уплотнения и обезвоживания осадка; возможность использования магнитного поля для ускорения процессов отделения ферритизированного осадка; сокращение затрат на складирование и захоронение ферритизированного осадка благодаря

его большой химической стойкости к процессам вымывания различными водами вследствие внедрения ионов тяжелых металлов в структуру кристаллических частиц осадка; расширение возможностей утилизации ферритизированного осадка благодаря наличию магнитных свойств, например в радиотехнике, при производстве магнитоэластичных материалов, компаундов и т.д.; достижение и переменного магнитных полей и уменьшение в связи с этим времени обработKH CTOUCH вод, 5 14 указанные преимущества повышают степень очистки в целом.

16447

Формула из о бр етения

Составитель Т. Барабаш

Техред М.Ходанич

Редактор Н.,Киштулинец

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4027/20 Тираж 854

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Электрокоагулятор для очистки сточных вод, содержащий корпус, растворимый стружечный анод, расположенный над ним V-образный перфорированный катод, патрубок ввода очищаемой воды, размещенный в верхней части корпуса и соединенный с центром катода, приспособление для вывода очищенной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и обеспечения возможности получения осадка с магнитными свойствами, стружечный анод размещен в перфорированном металлическом коробе из анодно-нерастворимого материала, подключенном к положительному полюсу источника тока, на внутренней боковой поверхности которого размещена перфорированная диэлектрическая прокладка, причем короб размещен в дополни5 тельном перфорированном металлическом коробе, подключенном к отрицательному полюсу источника тока, короба разделены диафрагмой, а перфорация металлических коробов и диэлектрической прокладки выполнена соосно, а V-образный катод содержит дополнительную камеру, размещенную на его верхней части, заполненную загрузкой из спеченных сферических частиц магнетита, снабженную соленоидом и соединенную с патрубком подачи очищаемой воды, в нижней части корпуса размещен вентиль для подачи электролита, а приспособление для вывода очищен20 ной воды выполнено в виде переточной камеры, размещенной в верхней части корпуса.