Способ приготовления растворов флокулянтов для очистки сточных и природных вод и устройство для его осуществления
Изобретение относится к электромагнитной активации водных систем, жидких растворов полимеров и позволяет повысить качество раствора за счет обеспечения максимальной степени разворачивания макромолекул полимера. Для этого первоначально приготовленный раствор доводят до рабочей концентрации 0,1 0,5% а затем пропускают через магнитный активатор при соотношении напряженности поля в начале и конце активной зоны устройства 1 7. Устройство содержит диамагнитную трубу с входным и выходным патрубками, с внешней стороны которой установлены постоянные магниты с полюсными наконечниками, выполненными в форме зубчато-овальных конусных призм, которые направлены друг к другу, причем соотношение углов заострения призм составляет 1 2, а соотношение шага зубца к его глубине выполнено 1 4. Отношение активной длины зубчатого полюса к радиусу закругления составляет 20 1. При этом электромагнитные катушки закреплены на отдельных сердечниках замкнутого магнитопровода и подключены к индивидуальному источнику тока. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 табл.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может найти применение при электромагнитной активации водных систем и жидких растворов флокулянтов. Целью изобретения является повышение качества раствора флокулянта за счет обеспечения максимальной степени разворачивания макромолекул полимера. На фиг. 1 изображена схема устройства магнитного активатора; на фиг. 2 профили полюсных наконечников постоянных магнитов, общий вид; на фиг. 3 принципиальная технологическая схема реализации способа приготовления флокулянта. Способ включает смешивание флокулянта с водой, разбавление исходного раствора до рабочей концентрации с последующим пропусканием через электромагнитное поле при регулировании напряженности и градиента накладываемого поля по всей длине зоны активации, причем первоначально приготовленной раствор флокулянта гидролизуют до рабочей концентрации 0,1-0,5% При таком оптимальном соотношении концентраций рабочего раствора флокулянта с последующей его активацией в электромагнитном поле достигается оптимизация кумулятивного эффекта увеличения скорости осаждения флокул и прозрачности осветленных сливов, причем с возрастанием концентрации рабочего раствора флокулянта увеличивается число свободных карбоксильных групп макромолекул, что приводит к сорбции флокулянта на твердой поверхности более крупных частиц суспензии, образуются крупные прочные ассоциаты (флокулы), которые под действием собственной силы тяжести оседают с высокой скоростью, а более мелкие и тонкие частицы не успевают закрепиться на карбоксильных группах макромолекул флокулянта и остаются в воде во взвешенном состоянии. Следовательно, предлагаемый способ позволяет подбирать концентрацию рабочего раствора флокулянта для оптимизации осаждения взвешенных частиц и прозрачности осветленных сливов. Для оптимизации эффекта медленного растягивания и быстрого дотягивания цепи макромолекул флокулянта в форму свободно сочлененной цепи (оптимально требуемая конформация) изменяют напряженность и градиент электромагнитного поля по длине зоны активации так, что соотношение напряженности поля в начале и конце зоны активации составляет 1:7, а соотношение градиента поля на входе и выходе активатора составляет 1:49. П р и м е р. Приготовление раствора по предлагаемому способу. Предварительно готовили промежуточный раствор флокулянта 1% концентрации, затем разбавляли водой до рабочей концентрации, например, 0,5% и активировали его в магнитном активаторе при соотношении напряженностей накладываемого поля по длине рабочей зоны 1:5, 1:7, 1:10 (172:900 кА/м, 172:1260 кА/м, 172:1800 кА/м). Обработанный раствор подавали в цилиндр с суспензией, тщательно перемешивали и замеряли скорость осаждения флокул и прозрачность осветленных сливов. Аналогичным образом готовили рабочий раствор 0,1% концентрации, обрабатывали в магнитном активаторе при тех же соотношениях градиентов напряженности магнитного поля, подавали в цилиндр с суспензией и аналогично замеряли скорость осаждения флокул и прозрачность осветленных сливов. Результаты лабораторных опытов приведены в таблице. В способе приготовления растворов флокулянтов магнитная обработка осуществляется магнитным активатором. Устройство магнитного активатора состоит из диамагнитной трубы 1, входного 2 и выходного 3 патрубков, общего магнитопровода 4 с двумя участками жестко закрепленных к магнитопроводу сердечников 5, снабженных полюсными наконечниками, выполненными в виде зубчато-овальных 6 и конусных 7 призм, электромагнитных катушек 8, подключенных к источнику тока через выпрямитель 9. Работа устройства осуществляется следующим образом. Первоначально приготавливают рабочий раствор флокулянта в емкости для смещения флокулянта с водой, затем исходный раствор поступает самотеком в емкость для приготовления раствора рабочей концентрации, откуда поступает в дозировочную емкость. Затем рабочий раствор дозируется в магнитный активатор и поступает во входной патрубок 2 диамагнитной трубы 1, а затем самотеком перемещается к выходному патрубку 3. При прохождении раствора по трубе 1 его подвергают воздействию электромагнитного поля, создаваемого постоянными магнитами с полюсными наконечниками, полюсные наконечники выполнены в форме зубчато-овальных 6 и конусных 7 призм, жестко закрепленных на сердечниках 5 магнитопровода 4. Питание электромагнитных катушек 8 осуществляется через выпрямитель 9. Анализ экспериментальных данных показал, что при различном сочетании профилей полюсных наконечников в рабочей зоне аппарата для проведения "щадящего режима" растяжения макромолекул рабочего раствора скорость осаждения глинистых частиц и прозрачность осветленных сливов различны. Причем максимальное повышение скорости осаждения глинистых частиц в 2,3 раза, а степень осветления сливов в 2 раза достигнуты при сочетании двух форм полюсных наконечников в виде зубчато-овальных и конусных призм. Поле многополюсных магнитных систем зависит от свободной магнитодвижущей силы М, приходящейся на пару соседних полюсов, длины активной зоны 1 и шага зубца 2S, соотношения шага зубца к его глубине. Для обоснования оптимальных значений: соотношение углов заострения призм 1:2, шага зубца к его глубине 1: 4, отношение активной зоны длины зубчатого полюса к радиусу закругления зубца 20:1, использованы выражения для нахождения напряженности поля с учетом магнитодвижущей силы соседних полюсов, где коэффициент неоднородности поля подобран по экспериментальным данным. Способ приготовления растворов флокулянтов и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность магнитной обработки растворов флокулянтов и улучшить их качество.
Формула изобретения
1. Способ приготовления растворов флокулянтов для очистки сточных и природных вод, включающий разбавление флокулянта водой, пропускание полученного раствора через электромагнитное поле в зоне магнитного активатора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества раствора за счет обеспечения максимальной степени разворачивания макромолекул полимера, приготавливают раствор с рабочей концентрацией 0,1 0,5% а напряженность электромагнитного поля изменяют по длине зоны активатора так, что соотношение напряженности поля в начале и конце зоны активации равно 1 7. 2. Устройство для приготовления растворов флокулянта по п.1, содержащее трубу с входным и выходным патрубками, с внешней стороны которой установлены электромагнитные катушки с сердечниками и полюсными наконечниками, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности магнитной обработки, полюсные наконечники выполнены в виде зубчатых и конусных призм, причем отношение углов заострения призм составляет 1 2, а шага зубца к его глубине 1 4. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено замкнутым магнитопроводом, на котором закреплены сердечники электромагнитных катушек, зубчатые призмы выполнены с овальными выемками между зубцами, причем отношение длины зубчатой части призмы к радиусу выемки составляет 20 1, а зубчатые и конусные призмы расположены с чередованием по длине магнитопровода.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002
Извещение опубликовано: 20.05.2002
