Устройство для гальванохимической очистки сточных вод

Изобретение относится к устройствам для обработки промышленных сточных вод и может быть использовано для очистки стоков от цветных и тяжелых металлов. Устройство содержит рабочую камеру, заполненную гальванопарой, с патрубками подвода сточной воды, отвода обработанной воды и удаления шламов и механизм рыхления гальванопары, который выполнен в виде магнитной системы из постоянных магнитов, установленных под дном рабочей камеры на платформе, опирающейся на тележку. При этом устройство дополнительно снабжено приводом с кривошипно-шатунным механизмом, ограничительными решетками на входе и выходе камеры и узлом регулировки угла наклона устройства. Магнитная система выполнена из магнитов, полярность которых чередуется вдоль направления перемещения системы. Рабочая камера имеет прямоугольное сечение и вытянутую форму и изготовлена из немагнитного материала. Технический эффект - повышение степени очистки сточных вод. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для обработки промышленных сточных вод и может быть использовано для очистки стоков гальванических, металлургических, химических и других производств от различных загрязнений, например от цветных и тяжелых металлов, галогенидов, цианидов, а также масляных и нефтяных примесей.

Известно устройство в виде вертикальной цилиндрической колонны с наполнителем, патрубками ввода и вывода стоков и воздуха [1]. Корпус колонны жестко закреплен на платформе, установленной на опорах с возможностью совершения колебательных движений, платформа снабжена электродвигателем, на валу электродвигателя перпендикулярно его оси жестко закреплена штанга с размещенным на ней грузом.

Известно устройство, в котором организованы встречные потоки очищаемой жидкости и очищающих реагентов [2]. Подача сточных вод осуществляется снизу через отверстие в центре дна корпуса, а корпус выполнен в виде бункера вибрационного конвейера с винтовым лотком, поднимающего вверх и сбрасывающего навстречу движению жидкости реагентную смесь - гальванопару. Аппарат для очистки сточных вод содержит цилиндрический корпус с днищем с размещенной в нем металлической стружкой, камеру для сбора очищенной воды, устройство для перемешивания, патрубки ввода и вывода воды. При этом на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса размещена по винтовой линии полка, предназначенная для перемещения металлической стружки снизу вверх.

Устройство для перемешивания выполнено в виде электромагнитного приспособления, закрепленного на корпусе. На корпусе закреплены верхние концы 3-х ферромагнитных сердечников, которые входят внутрь 3-х катушек соленоидов, закрепленных, как и вторые (нижние) концы изогнутых рессор, на раме аппарата. В катушки соленоида подается ток с частотой, получаемой в результате однополупериодного выпрямления переменного тока. Под действием импульсов тока ферромагнитные сердечники втягиваются на короткое время внутрь катушек, а под действием пружинящих свойств рессор возвращаются в исходное положение. Вследствие этого корпус получает возвратно-поступательное и колебательное движение вдоль вертикальной оси и по окружности. Под действием описанных колебательных движений загруженная смесь стружки и кокса смещается на полку и движется по ней по винтовой траектории вверх, а затем соскальзывает с полки и падает вниз, чтобы повторить цикл движения.

Указанное устройство обладает существенными недостатками: при его работе имеется возможность прохода сточных вод без контакта с гальванопарой вследствие наличия "зеркала", обрабатываемых вод в цилиндрической вертикальной емкости гальванокоагулятора; неудовлетворительные условия аэрации в рабочей зоне гальванокоагулятора; недостаточное перемешивание гальванопары, так как поднимается только та часть гальванопары, которая находится в каналах вибробункера; значительные затраты электроэнергии на обеспечение перемещения гальванопары.

Аппарат для очистки сточных вод является наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков и принимается в качестве прототипа [2].

Отличительные от прототипа признаки заявляемого устройства:

1. Рабочая камера прямоугольного сечения вытянутой формы с гальванопарой и изготовленной из немагнитного материала.

2. Питатель сточной воды с патрубком для подачи диспергированного воздуха.

3.Патрубок для вывода очищенной воды.

4. Ограничительными решетками на входе и выходе камеры.

5. Магнитной системы на основе постоянных магнитов, чередующейся полярностью «N-S-N-S...».

6. Узла регулировки угла наклона устройства.

7. Привода с кривошипно-шатунным механизмом.

Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод при пропускании их через аппарат, в котором процесс очистки происходит в рабочей камере с гальванопарой при одновременной аэрации жидкости в объеме камеры.

Это достигается тем, что гальванопара подвергается рыхлению с помощью переменного магнитного поля, которое воздействует на магнитоактивный элемент гальванопары. Высота слоя гальванопары составляла не более 30% от шага полюсов магнитной системы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство для очистки сточных вод. Устройство включает в себя рабочую камеру 1 с ограничительными решетками на входе и выходе 2, заполненную гальванопарой из дисперсных материалов, питателя сточной воды с патрубком для подачи диспергированного воздуха 3, патрубка для отвода очищенной воды (ОВ) 4, люка для разгрузки шлама 5, магнитной системы на основе постоянных магнитов 6, установленной на платформе 7, опирающейся на тележке, привода 8 с кривошипно-шатунным механизмом 9 и узла регулировки угла наклона устройства 10. Устройство работает следующим образом. Загрязненные сточные воды (СВ) вместе с воздухом через питатель 3 поступают в рабочую камеру 1, которая имеет прямоугольное сечение и вытянутую форму и изготовляется из немагнитного материала. Рабочая камера заполняется гальванопарой из дисперсных материалов - кокса и стальных стружек или опилок. Решетки 2 ограничивают рабочую зону и предотвращают попадание гальванопары за ее пределы. Под действием поля магнитной системы, расположенной под дном рабочей камеры, из магнитоактивных частиц гальванопары образуются флокулы - вытянутые вдоль силовых линий поля пряди из соединившихся за счет магнитных сил частиц. Для рыхления компонентов, составляющих гальванопару, и постоянного обновления их взаимного контакта магнитной системе, расположенной под рабочей камерой на тележке, придается возвратно-поступательное движение, осуществляемое с помощью привода с кривошипно-шатунным механизмом. В результате на дне рабочей камеры создается «бегущее» магнитное поле, которое характеризуется изменением вектора поля во времени и пространстве. При этом флокулы, сориентированные по силовым линиям, совершают колебательные и вращательные движения. Магнитная система имеет чередующуюся вдоль направления движения полярность «N-S-N-S...», поэтому при перемещении ее на два шага полюсов поворот флокул составит полный оборот - 360°. Под действием привода с кривошипно-шатунным механизмом гальванопаре придаются возвратно-поступательные перемещения и воздействия изменяющимся по направлению магнитным полем на магнитоактивный элемент гальванопары, частицы которой при этом совершают колебательные движения., что способствуют обновлению поверхности гальванопары. Механизм очистки сточных вод можно представить следующим образом. Под действием магнитного поля формируется объемная структура магнитного слоя железа из гальванопары кокс - железо. При взаимодействии железа гальванопары с кислородом воздуха образуется магнетит, который частично осаждается на поверхности сфлокулировавшихся частиц железа гальванопары, а частично образует вторичные магнитные флокулы. Величина магнитных флокул зависит от напряженности поля и магнитной восприимчивости частиц. Объемная структура магнитофлокуляционного слоя способствует эффективному захвату и коагуляции взвешенных частиц при прохождении через него очищаемой воды. Очищенная вода выводится через патрубок 4, осевший шлам удаляется через люк для разгрузки шлама 5. Изменяя угол наклона основания устройства с помощью винта 10, а также скорость перемещения магнитной системы, можно управлять интенсивностью и эффективностью процесса. Появление в шламах магнетита является признаком, указывающим на контакт гальванопары и ее обновления.

Таким образом, заявляемое устройство позволяют надежно и эффективно очищать сточные воды.

Источники информации

1. Патент РФ 2130433 C1, 6 С02F 9/00, 1/46. Способ очистки промышленных сточных вод, установка и гальванокоагулятор для его осуществления. Опуб.20.05.99 Бюл. № 14.

2. Патент РФ 2002704 C1, 5 С02F 1/46. Аппарат для очистки сточных вод. Опуб. 15.11.93 Бюл. № 41-42 (прототип).

1. Устройство для гальванохимической очистки сточных вод, содержащее рабочую камеру, заполненную гальванопарой, с патрубками подвода сточной воды, отвода обработанной воды и удаления шламов и механизм рыхления гальванопары, отличающееся тем, что механизм рыхления гальванопары выполнен в виде магнитной системы из постоянных магнитов, установленных под дном рабочей камеры на платформе, опирающейся на тележку, при этом устройство дополнительно снабжено приводом с кривошипно-шатунным механизмом, ограничительными решетками на входе и выходе камеры и узлом регулировки угла наклона устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена из магнитов, полярность которых чередуется вдоль направления перемещения системы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочая камера имеет прямоугольное сечение и вытянутую форму и изготовлена из немагнитного материала.