Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды



Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды

 


Владельцы патента RU 2494974:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" (RU)

Изобретение относится к электрохимическим устройствам очистки воды, а именно к устройствам деоксигенации высокочистой воды. Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды содержит мембранный электролизер 1, состоящий по крайней мере из одной ячейки для мембранного электролиза, содержащей катодную камеру 3 с катодом 7, анодную камеру 4 с анодом 8, разделяющую катод и анод катионообменную мембрану 2 и каталитический реактор 16, соединенный с мембранным электролизером. Катодная камера образована сеткой из никеля или нержавеющей стали, прижатой к поверхности катода, анодная камера образована пористой пластиной из титана или никеля, прижатой к поверхности анода. Катод выполнен в виде электронопроводящего слоя палладия, нанесенного на поверхность катионообменной мембраны, обращенную к катодной камере. Анод выполнен в виде электронопроводящего слоя платины, нанесенного на противоположную поверхность катионообменной мембраны, обращенную к анодной камере. Сетка из никеля или нержавеющей стали покрыта слоем палладия. Пористая пластина из титана или никеля покрыта слоем платины или окислов рутения или иридия. Изобретение позволяет упростить конструкцию электродов и технологию деоксигенации воды, повысить степень деоксигенации высокочистой воды, снизить энергозатраты на проведение процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к электрохимическим устройствам очистки воды, а именно к устройствам деоксигенации воды.

Содержание растворенного кислорода в воде в равновесии с воздухом зависит от температуры, атмосферного давления и находится на уровне 8 мг/л. Растворенный в воде кислород вызывает интенсивную коррозию железа и его сплавов. Ощутимого снижения скорости коррозии технологического оборудования удается достичь при содержании растворенного кислорода в воде на уровне 50 мкг/л и менее. Поэтому деоксигенация воды является одной из важнейших стадий водоподготовки практически во всех технологических процессах с использованием воды.

Деоксигенацию воды можно проводить физическими, химическими или электрохимическими методами [А.В. Кожевников. Удаление кислорода из питательной воды пароэнергетических установок. Ленинград, СЗПИ, 1981, 56 с.].

Известны устройства для электрохимической деоксигенации воды, представляющие собой электрохимическую ячейку, катод и анод в которой разделены ионообменной мембраной. Подлежащая деоксигенации вода непрерывно протекает через катодную камеру. Катод ячейки выполнен из металла с высоким перенапряжением выделения водорода - меди (заявка WO 9324412 (А1), дата публикации 09.12.1993 г.) или из серебра (заявка WO 0064816 (А1), дата публикации 02.11.2000 г.). Анод в обоих устройствах выполнен из инертного металла (платина, платинированный титан). При наложении электрического поля на катоде протекает реакция ионизации растворенного кислорода с образованием молекул воды. Ионообменная мембрана, разделяющая анодное и катодное пространства ячейки, препятствует проникновению выделяющегося на аноде кислорода в деоксигенируемую воду. Для повышения производительности деоксигенацию проводят на трехмерных катодах с развитой поверхностью. Недостатком рассмотренных выше электрохимических устройств является достаточно низкая скорость деоксигенации воды, связанная с замедленностью стадии ионизации растворенного кислорода.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для электрохимической деоксигенации деионизованной воды (патент США №4830721 дата публикации: 16.05.1989 г., патент-аналог ЕР 0276789 дата публикации 03.08.1988 г.).

В соответствии с описанием устройства-прототипа, процесс деоксигенации проводят путем последовательной подачи исходной воды в мембранный электролизер и далее в каталитический реактор. Мембранный электролизер включает по меньшей мере одну ячейку, содержащую катод и анод, разделенные катионообменной мембраной. Катод и анод имеют многослойную структуру. Каждый электрод представляет собой набор контактирующих между собой металлических сеток. Сетчатые электроды прижимаются к катионообменной мембране. Как отмечается в описании патента-прототипа, использование таких сетчатых электродов приводит к более однородному распределению тока на мембране, что минимизирует омические потери в высокочистой воде. Высокочистая вода, содержащая растворенный кислород, поступает в проточную катодную камеру ячейки. Вспомогательный электролитический раствор или деионизованная вода циркулирует с периодическим обновлением через анодную камеру ячейки. При наложении электрического поля в указанном устройстве на катоде реализуются как реакция ионизации растворенного кислорода, так и реакция выделения водорода в результате электролиза воды. Ток в системе устанавливается таким образом, чтобы обеспечить на выходе из ячейки стехиометрическое соотношение в воде растворенных кислорода и водорода. В результате реакции ионизации кислорода на катоде происходит снижение концентрации кислорода в воде до уровня, определяемого скоростью ионизации растворенного кислорода. Выходящая из электролизера вода, содержащая остаточное количество растворенных кислорода и водорода (в стехиометрическом соотношении), направляется в каталитический реактор, в котором происходит их количественное взаимодействие с образованием молекул воды. Каталитический реактор представляет собой проточную емкость, заполненную катализатором для инициирования рекомбинации кислорода и водорода.

Конструкция электродов устройства-прототипа повышает эффективность работы устройства за счет того, что электрод дополнительно выполняет функцию распределителя потока и, тем самым, обеспечивает более эффективную доставку деоксигенируемой воды к поверхности электрода, к тому же такая конструкция позволяет снизить омические потери при электролизе воды за счет минимизации расстояния между мембраной и поверхностью электродов. При этом сложность конструкции таких электродов является одним из недостатков такого устройства, так как не решает в полной мере проблему омических потерь при электролизе. Это связано с тем, что между мембраной и электродами остается слой высокочистой воды с высоким электрическим сопротивлением, что и приводит к существенному росту энергозатрат процесса. При этом также на поверхности электродов устройства-прототипа происходит интенсивное выделение газообразных кислорода и водорода и, соответственно, газонаполнение катодной и анодной камер, в результате чего происходит еще более заметный рост электрического сопротивления воды и, соответственно, рост энергозатрат процесса.

Также к недостаткам устройства следует отнести сложность проведения технологического процесса, заключающуюся в необходимости организации (периодического или постоянного) протока промывочного раствора через анодную камеру. При отсутствии или остановке протока в этой камере может наблюдаться концентрирование ионных примесей, уменьшение уровня жидкости вплоть до полного осушения камеры и прекращения электролиза из-за электролизного разложения воды в этой камере.

Задачей изобретения является создание более простого и менее энергозатратного устройства, обеспечивающего более высокую степень деоксигенации высокочистой воды.

Технический результат заключается в упрощении конструкции электродов и технологии деоксигенации воды, отсутствии омических потерь, и, как следствие, снижении энергозатрат, повышении степени деоксигенации высокочистой воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для электрохимической деоксигенации высокочистой воды, включающем мембранный электролизер, состоящий по крайней мере из одной ячейки для мембранного электролиза, содержащей катодную камеру с катодом, анодную камеру с анодом, разделяющую катод и анод катионообменную мембрану, и каталитический реактор, заполненный каталитическим сорбентом и соединенный с мембранным электролизером, согласно изобретению, катодная камера образована сеткой из никеля или нержавеющей стали, прижатой к поверхности катода, анодная камера образована пористой пластиной из титана или никеля, прижатой к поверхности анода, катод выполнен в виде электронопроводящего слоя палладия, нанесенного на обращенную к катодной камере поверхность катионообменной мембраны, а анод выполнен в виде электронопроводящего слоя платины, нанесенного на противоположную, обращенную к анодной камере поверхность катионообменной мембраны. Сетка из никеля или нержавеющей стали может быть покрыта слоем палладия, а пластина из пористого металла может быть покрыта слоем платины или окислов рутения или иридия.

Упрощение конструкции достигается тем, что вместо многослойных сетчатых электродов в мембранном электролизере предлагаемого устройства используются электроды в виде металлических слоев, нанесенных на поверхность катионообменной мембраны.

Снижение омических потерь и, как следствие, энергозатрат процесса достигается тем, что электроды в предлагаемом устройстве нанесены непосредственно на катионообменную мембрану и электродные процессы происходят непосредственно на границе фаз мембрана - пористый металлический слой. В результате между мембраной и электродом отсутствует слой воды с высоким электрическим сопротивлением и газовыделение на электродах не изменяет электрического сопротивления границ фаз мембрана - электрод.

Упрощение технологии деоксигенации воды и удобство эксплуатации достигается за счет того, что анодная камера в предлагаемом устройстве конструктивно обеспечивает отсутствие загрязнений и, как следствие, не нуждается в промывке.

Кроме того, в заявляемом устройстве достигается технический результат, заключающийся в повышении степени деоксигенации исходной воды за счет взаимодействия кислорода с атомарным водородом, растворенным в палладиевом электроде ячейки мембранного электролизера.

На фигуре 1 изображен схематический вид заявляемого устройства - ячейки мембранного электролизера с последовательно подключенным каталитическим реактором.

Ячейка мембранного электролизера 1 включает катионообменную мембрану 2, катодную камеру 3, образованную сеткой из нержавеющей стали или никеля, анодную камеру 4, образованную пористой пластиной из никеля или титана, поджимные пластины 5 и 6 из инертного непроводящего материала. Поверхность катионообменной мембраны 2 с двух сторон покрыта электронопроводящими пористыми слоями 7 и 8, выполняющими функцию катода и анода соответственно. Слои выполнены из палладия (слой 7) и платины (слой 8) методом осаждения на поверхность катионообменной мембраны 2. Сетка катодной камеры 3 по своему периметру изолирована слоем 9 герметика, например силиконовой композицией. В поджимной пластине 5 установлены два штуцера - штуцер 10 для ввода воды и штуцер 11 для вывода воды. С помощью поджимных пластин 5, 6 и шпилек 12 к слою 7 поверхности катионообменной мембраны 2 прижата катодная камера 3, выполняющая также функции токосъема и турбулизатора потока, а к слою 8 поверхности катионообменной мембраны 2 прижата анодная камера 4, выполняющая также функции токосъема и отвода кислорода от поверхности катионообменной мембраны 2 в объем анодной камеры 4. Проводники тока 13 и 14 от катодной камеры 3 и анодной камеры 4, соответственно, выведены наружу через поджимные пластины 5 и 6.

Для улучшения электрического контакта между слоем палладия 7 и сеткой катодной камеры 3 поверхность сетки платинируется.

Для улучшения электрического контакта между слоем платины 8 и пористой пластиной анодной камеры 4 поверхность пластины платинируется или покрывается слоем оксидов рутения или иридия.

Для увеличения производительности процесса в заявляемом устройстве мембранный электролизер может содержать несколько ячеек, подключенных параллельно.

Выход воды из ячейки мембранного электролизера 1 осуществляется через штуцер 11, который соединен с штуцером 15, являющимся входом каталитического реактора 16, заполненного каталитическим сорбентом 17. В качестве последнего могут использоваться промышленно выпускаемые ионообменные смолы, поверхность которых покрыта слоем палладия (типа Lewatit МС 145, Amberlyst CH28) и широко использующиеся для реализации каталитических процессов. Деоксигенированная вода выходит из каталитического реактора 16 через штуцер 18.

Заявленное устройство работает следующим образом. Высокочистая вода через штуцер 10 поступает в ячейку мембранного электролизера 1 и заполняет катодную камеру 3. При наложении электрического поля между катодом и анодом на пористом слое палладия 7 происходят катодные электрохимические реакции:

- ионизации кислорода:

- выделения водорода:

В результате ионизации растворенного кислорода по реакции (1) его концентрация в воде снижается. Степень снижения концентрации растворенного кислорода по реакции (1), как и в случае устройства-прототипа, во многом определяется интенсивностью перемешивания потока воды, которое в предлагаемом устройстве обеспечивается сеткой катодной камеры 3.

Выделяющийся по реакции (2) на катодной поверхности слоя 7 водород растворяется в палладии в атомарном виде. Атомарный водород в палладии взаимодействует с растворенным кислородом с образованием молекул воды, тем самым дополнительно снижая концентрацию растворенного кислорода. Данный процесс деоксигенации воды в устройстве-прототипе не реализуется.

Водород, выделившийся по реакции (2) на катодной поверхности слоя 7 и не успевший прореагировать с растворенным кислородом, переходит в высокочистую воду в молекулярном виде. Далее водород вместе с остаточным количеством растворенного в воде кислорода выносится с потоком из ячейки мембранного электролизера 1 и поступает в каталитический реактор 16, в котором на поверхности каталитического сорбента 17 происходит взаимодействие растворенных в воде кислорода и водорода.

Ток в ячейке мембранного электролизера 1 выбирается исходя из условия образования стехиометрического количества водорода по отношению к содержанию кислорода в исходной воде.

На пористом слое платины 8 происходит анодная электрохимическая реакция выделения газообразного кислорода:

При этом электролизу подвергается вода, диффундирующая из катодной камеры 3 через катионообменную мембрану 2 и находящаяся на границе фаз мембрана 2 - пористый слой платины 8. Газообразный кислород выделяется в объем анодной камеры 4, не влияя при этом на омическое сопротивление устройства, что обеспечивает отсутствие газонаполнения, характерного для устройства-прототипа.

Нанесение электронопроводящих слоев палладия 7 и платины 8 на поверхность катионообменной мембраны 2 проводилось методом химического осаждения. Выбор указанных материалов слоев обусловлен высокой химической стойкостью платины и палладия при их работе в качестве анодов и катодов в высокочистой воде, а также высокой растворимостью водорода в палладии. Для нанесения электронопроводящего слоя платины или палладия использовалась следующая методика, состоящая из двух стадий - нанесение каталитического подслоя и нанесение электронопроводящего слоя.

Для нанесения каталитического подслоя катионообменная мембрана вымачивалась в течение 1-2 часов в воде для набухания. После этого на поверхность мембраны наносился каталитический подслой. Для этого поверхность мембраны на 20 минут приводилась в контакт с раствором следующего состава:

хлористый палладий - 5 г/л;

гидроксид аммония - 100 г/л.

После чего поверхность мембраны промывалась водой и приводилась на 1 минуту в контакт с раствором гидразина (100 г/л), нагретым до 80°С. В результате на поверхности мембраны образовывался каталитический подслой.

Для нанесения пористого электронопроводящего слоя палладия поверхность мембраны с нанесенным каталитическим подслоем приводилась в контакт с раствором следующего состава:

хлористый палладий - 4 г/л;

гидроксид аммония (25%) - 300 мл/л;

трилон Б - 12 г/л;

гидразин - 2 г/л (вводился в раствор непосредственно перед его применением).

Температура раствора - 20°С. Время контакта поверхности мембраны с раствором - 2-4 часа. Меньшее время контакта приводит к образованию электронопроводящего слоя с высоким электрическим сопротивлением. Большее время контакта приводит к образованию непористого слоя палладия, который препятствует переносу ионов через мембрану.

Для нанесения пористого электронопроводящего слоя платины поверхность мембраны с нанесенным каталитическим подслоем палладия приводилась в контакт с раствором следующего состава:

гексахлорплатинат аммония - 40 г/л;

аммоний хлористый - 320 г/л.

Температура раствора - 50°С. Время контакта поверхности мембраны с раствором - 2-4 часа. Меньшее время контакта приводит к образованию электронопроводящего слоя с высоким электрическим сопротивлением. Большее время контакта приводит к образованию непористого слоя платины, который препятствует переносу ионов через мембрану.

Эффективность работы предлагаемого устройства подтверждена следующими примерами. Следует отметить, что возможность использования предлагаемого устройства не ограничивается условиями, реализованными в примерах.

Пример 1. Ячейка мембранного электролизера, приведенная на фигуре 1, включала перфторированную катионообменную мембрану МФ-4СК (толщина 0.15 мм, рабочие размеры 40×200 мм). На мембрану нанесены электронопроводящие пористые слои: палладия (со стороны катодной камеры) и платины (со стороны анодной камеры). Катодная камера (рабочие размеры 1.7×40×200 мм) образовывалась сеткой из нержавеющей стали (размер 40×200 мм, толщина 1.7 мм, размер ячейки сетки 1×1 мм), периметр которой герметизировался силиконовой композицией. Анодная камера образовывалась пластиной из пористого титана (размер 40×200 мм, толщина 1 мм). Ячейка мембранного электролизера собиралась путем стягивания с помощью инертных пластин сетки из нержавеющей стали (катодная камера), катионообменной мембраны и пластины из пористого титана (анодная камера).

В катодную камеру с расходом 110 л/час подавалась высокочистая вода с удельной электропроводностью 0,075 мкСм/см и концентрацией растворенного кислорода 8.3 мг/л. На ячейку подавался ток 4.1 А. Напряжение на ячейке составляло 2.2 В. Через 30 минут после включения тока концентрация кислорода, измеренная на выходе из ячейки, стабилизировалась и составила 5,0 мг/л. В результате проведенного эксперимента концентрация растворенного кислорода уменьшилась на 40%. Удельная электропроводность финишной воды - 0,075 мкСм/см.

Пример 2. В условиях эксперимента 1: высокочистая вода (со следующими параметрами: удельная электропроводность 0,075 мкСм/см, концентрация растворенного кислорода 8.3 мг/л, расход 110 л/ч) последовательно подавалась на мембранный электролизер, аналогичный описанному в примере 1, и на каталитический реактор, представляющий собой цилиндрическую колонку (диаметр 50 мм, высота 400 мм), заполненную ионообменной смолой типа Lewatit MC. Объем смолы в реакторе - 0,8 л. Через 120 минут после включения тока (сила тока 4.1 А, напряжение 2.2 В) концентрация растворенного кислорода, измеренная на выходе из каталитического реактора, стабилизировалась и не превышала 0,010 мг/л. Таким образом при реализации Примера 2 концентрация растворенного кислорода в финишной воде снижалась более чем на 99,9%, при этом удельная электропроводность осталась на уровне 0,075 мкСм/см.

1. Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды, включающее мембранный электролизер, состоящий по крайней мере из одной ячейки для мембранного электролиза, содержащей катодную камеру с катодом, анодную камеру с анодом, разделяющую катод и анод катионообменную мембрану и каталитический реактор, соединенный с мембранным электролизером, отличающееся тем, что катодная камера образована сеткой из никеля или нержавеющей стали, прижатой к поверхности катода, анодная камера образована пористой пластиной из титана или никеля, прижатой к поверхности анода, катод выполнен в виде электронопроводящего слоя палладия, нанесенного на поверхность катионообменной мембраны, обращенную к катодной камере, а анод выполнен в виде электронопроводящего слоя платины, нанесенного на противоположную поверхность катионообменной мембраны, обращенную к анодной камере.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сетка из никеля или нержавеющей стали покрыта слоем палладия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пористая пластина из титана или никеля покрыта слоем платины или окислов рутения или иридия.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в технологии электроактивационной обработки воды, используемой для питьевых целей в медицине и сельскохозяйственном производстве.

Изобретение относится к обработке воды электролизом с целью ее обезжелезивания, обеззараживания и может быть использовано для очистки промышленных, природных и поверхностных сточных вод, а также в домашних условиях для обезжелезивания питьевой воды.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды по принципу обратного осмоса и может быть использовано для приготовления диализирующей жидкости. Устройство для выработки высокочистой воды по принципу обратного осмоса содержит фильтр обратного осмоса, который посредством мембраны обратного осмоса разделен на первичную камеру и вторичную камеру, и насос, который прокачивает жидкость через первичную камеру, а также расположенное выше по потоку от мембраны обратного осмоса, необходимое для создания давления в первичной камере гидравлическое сопротивление.

Изобретение относится к способу и устройству для очистки питьевой воды. Способ осуществляют в устройстве (2) для очистки питьевой воды с резервуаром (4) для воды для приема подлежащей очистке питьевой воды (6), насосом (8) для транспортировки воды и блоком (10) мембранного фильтра, который имеет подвод (12) воды, мембранный фильтр (14), водоспуск (16) чистой воды и водоспуск (18) промывной воды.

Изобретение относится к очистке сточных вод и питьевой воды от радионуклидов и вредных химических элементов и может использоваться для очистки жидких радиоактивных отходов атомных электростанций (АЭС), дезактивации грунтовых вод и водоемов питьевой воды, очистке технологических растворов и сточных вод промышленных предприятий, а также в системах водоочистных станций и водоподготовки.

Изобретение относится к оборудованию для очистки природных и сточных вод и может применяться для очистки от органических и неорганических загрязнений на предприятиях водоочистки питьевых вод, коммунального хозяйства и ТЭЦ.

Изобретение относится к электролитической кислотной воде для использования в фармацевтических и косметических применениях, которая имеет ширину пика на половине высоты в ЯМР спектре с использованием изотопа 17O от около 45 до менее 51 Гц, окислительно-восстановительный потенциал от +900 до +1250 мВ и pH от 0,5 до 5,0.

Изобретение может быть использовано, в частности, в газонефтяной промышленности, теплоэнергетике и предназначено для электромагнитной обработки жидкостей в аппаратах с теплопередающими поверхностями.
Изобретение относится к способу микробиологического регулирования, представляющего собой физический способ тонкой фильтрации, который удаляет питательные вещества, бактерии и суспендированные твердые вещества из охлаждающих систем с рециркуляцией.

Изобретение относится к технологиям выделения из воды ионов металлов с использованием реагентной обработки воды и флотационного извлечения продуктов обработки и может быть использовано при очистке сточных вод различной природы.

Изобретение относится к устройствам для получения дезинфицирующих растворов и может быть использовано в различных областях техники, в том числе и в сельском хозяйстве. Устройство для получения дезинфицирующего раствора содержит как минимум одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных стержневых электродов 9 и 10, полупроницаемую диафрагму 2, которая делит ячейку на анодную 3 и катодную 4 камеры с каналами для подвода 12 и отвода 5 обрабатываемого раствора, генератор озона 16, соединенный с анодной камерой электрохимической ячейки посредством соединительного трубопровода 18, распределитель озоновоздушной смеси 17, расположенный на дне анодной камеры под электродом, ее деструктор 14, соединенный с электрохимической ячейкой соединительной пластиной 20, и компрессор 19 для подачи воздуха в генератор озона. Технический результат - увеличение дезинфицирующего действия, получение растворов с заданными окислительно-восстановительными параметрами в широком диапазоне и различными значениями pH. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу и устройству обработки загрязненной воды в электролизере. Устройство для обработки загрязненной воды имеет электрокоагуляционный реактор (26) и отстойник для приема потока, выходящего из реактора. Реактор имеет реакционный резервуар (48), имеющий впускной канал (58) и выпускной канал (62), расходный анод (64), вращающийся катод (68) и нерасходный анод (66). Первый зазор (70) между расходным анодом и катодом составляет первую зону обработки воды. Второй зазор (74) между катодом и нерасходным анодом составляет вторую зону обработки воды. Маршрут течения воды проходит от впускного канала к первой зоне обработки, затем ко второй зоне обработки и затем к выпускному каналу. В отстойнике выходящий из реактора поток разделяют на очищенную воду и загрязненный шлам. Технический результат - повышение эффективности очистки воды. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 11 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способам выделения веществ из растворов электролитов с последующим их разрядом на электродах и может быть использовано для выделения веществ или для повышения концентраций веществ в растворе. Изобретение решает задачу выделения ионов веществ, уменьшения затрат энергии, ускорение процесса разделения и уменьшения размеров оборудования. Сущность изобретения заключается в том, что способ выделения веществ из электролитов включает трубу прямоугольного сечения, выполненную из диэлектрического материала с раздвоением на конце, с расположенными вдоль наружных боковых сторон металлическими пластинами и двумя емкостями с расположенными в них электродами и соединенными между собой проводником тока. Разделение в электролизере происходит за счет разности электрических потенциалов металлических пластин, изолированных от раствора электролита, а разряд ионов происходит на электродах в емкостях, где жидкости изолированы друг от друга. 2 ил.
Изобретение может быть использовано в технологии изготовления искусственного грунта, применяемого в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель. Для осуществления изобретения проводят изменение влажности исходного осадка сточных вод. Осуществляют забор суспензии осадка сточных вод из илового накопителя. Перекачивают суспензию забранного осадка по трубопроводу с одновременным определением содержания в нем сухого вещества в узел приготовления осадка, где производят разбавление суспензии с последующим ее обеззараживанием, осаждением ионов тяжелых металлов и нейтрализацией неприятных запахов. Способ обеспечивает возможность утилизации значительного объема осадка сточных вод предприятий коммунального хозяйства при транспортировке его по технологической линии. 3 з.п. ф-лы.
Изобретение может быть использовано при производстве композиционных материалов, которые могут быть применены в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель. Для осуществления способа предварительно разбавляют суспензию осадка сточных вод до содержания сухих веществ в количестве 4,5-5,5%. Готовят раствор флокулянта концентрацией 1-2%. Подают в узел смешения подготовленную суспензию осадка и раствор флокулянта. Смешение суспензии осадка и раствора флокулянта проводят с использованием последовательно установленных кавитационного и лопаточного смесителей, обработанную раствором флокулянта суспензию осадка сточных вод закачивают в емкости из геоткани, в которых происходит разделение твердой и жидкой фаз. Способ обеспечивает повышение эффективности отделения воды от твердой фазы суспензии осадка сточных вод предприятий коммунального хозяйства.
Изобретение может быть использовано в дорожно-транспортном строительстве, в производстве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель. Для осуществления способа последовательно проводят забор осадка сточных вод с разбавлением его до рабочей концентрации 5% в узле приготовления осадка. В подготовленную суспензию добавляют средства для связывания ионов тяжелых металлов, дезинфекции и устранения неприятных запахов. Подготавливают обезвоживающий раствор флокулянта. Готовят площадки и оборудование для обезвоживания подготовленного осадка. Смешивают обработанный осадок с раствором флокулянта и помещают полученную смесь в мешки из геотекстильного материала. Выдерживают смесь в мешках до получения осадка, обезвоженного до состояния 25-28% по сухому веществу. Смешивают полученный осадок с песком и золой, при этом перед смешением с флокулянтом осадок проходит кавитационный смеситель. Способ обеспечивает эффективную утилизацию значительного объема осадка сточных вод предприятий коммунального хозяйства с получением композиционных материалов, применяемых по разному назначению.
Изобретение может быть использовано при производстве искусственного грунта, который применяют в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель. Устройство содержит три бункера. Первый бункер предназначен для размещения биошлама, представляющего собой результат статического обезвоживания в мешке из геоткани осадка сточных вод предприятий коммунального хозяйства до состояния 25-28% по сухому веществу. Второй бункер предназначен для размещения песка. Третий бункер предназначен для размещения золы. Кроме того, устройство дополнительно содержит узел смешения, грохот и силовой агрегат. Бункеры снабжены скребковыми транспортерами, выходы которых подключены к входу узла смешения. Выход узла смешения подведен к дисковому грохоту. Технический результат реализации разработанного устройства состоит в обеспечении утилизации значительного объема осадка сточных вод предприятий коммунального хозяйства с получением композиционных материалов, которые могут быть использованы с эффективностью по разному назначению. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к водной полимерной дисперсии, способу ее получения, ее применению и способу получения бумаги. Водная полимерная дисперсия для использования в качестве флоккулянта при изготовлении бумаги или для очистки воды содержит анионный растворимый в воде дисперсионный полимер, включающий в полимеризованной форме мономерную смесь, содержащую (i) один или несколько анионных мономеров, (ii) первый неионный винильный мономер, который представляет собой акриламид, и (iii) по меньшей мере, один второй неионный винильный мономер; растворимую в воде соль и стабилизатор, где растворимая в воде соль присутствует в количестве, равном, по меньшей мере, 2,0% мас. в расчете на совокупную массу дисперсии, и где мономерная смесь содержит от приблизительно 1 до приблизительно 40% мол., анионного мономера, от приблизительно 20 до приблизительно 98% моль, акриламида и от приблизительно 1 до приблизительно 40% мол., второго неионного винильного мономера, при этом сумма процентных содержаний составляет 100 и стабилизатор представляет собой полимер. Технический результат - дисперсии по изобретению характеризуются лучшим временем обезвоживания. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области магнитного обогащения и может быть использовано для разделения исходных руд и продуктов гравитационного обогащения в магнитных жидкостях по плотности. Способ разделения материалов включает сепарацию материалов с выделением немагнитной и магнитной фракций, подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости в зону разделения магнитожидкостного сепаратора, разделение материала в псевдоутяжеленной магнитной жидкости с выделением продуктов разделения, содержащих магнитную жидкость. Выделение магнитной жидкости из продуктов разделения, обработку выделенной жидкости в неоднородном магнитном поле и возвращение ее в магнитожидкостной сепаратор. Выделение магнитной жидкости из продуктов разделения осуществляют в центробежном поле, при этом выделенную жидкость подвергают вибрационному воздействию в неоднородном магнитном поле, величина произведения напряженности на градиент напряженности которого равна и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора. Изобретение позволяет повысить эффективность разделения и однородность магнитной жидкости. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтедобывающей, пищевой и легкой промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительных заводах. Флотационный аэратор содержит корпус, содержащий перегородку 10 с центральным отверстием, делящую его пространство на верхнюю 2 и нижнюю 3 зоны; ввод воды, расположенный в нижней части нижней зоны 3; воздуховод 7; вывод водовоздушной смеси; электродвигатель 1 с закрепленными на его валу 4 рабочими колесами 5 и 6, размещенными в различных зонах корпуса. Перегородка 10 выполнена в виде диафрагмы. Воздуховод 7 соединен с верхней зоной 2. Вывод водовоздушной смеси выполнен в виде перфорации в боковых стенках нижней зоны 3 корпуса. Рабочее колесо 6, расположенное в нижней зоне 3, выполнено в виде ротора с вертикальными сменными лопатками. Лопатки выполнены перфорированными и/или с зубчатыми краями. Вывод воды в нижнюю зону выполнен с возможностью ее поступления через съемную регулирующую диафрагму 12 с центральным отверстием и насадок 11. Электродвигатель 1 расположен в объеме аэрируемой воды. Изобретение позволяет повысить эффективность приготовления мелкодисперсной водовоздушной смеси, а также повысить надежность работы аэратора. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх