FI77008B - Elektrodenhet foer anvaendning vid rening av emulsioner och foerorenade vatten, speciellt oljehaltiga vatten, med tillhjaelp av elektrolys. - Google Patents

Description

77008

Elektrodiyksikkö käytettäväksi emulsioitten ja likaantuneiden vesien, erikoisesti öljypitoisten vesien puhdistamisessa elektrolyysin avulla 5 Keksinnön kohteena on elektrodiyksikkö käytettäväk si emulsioitten ja likaantuneiden vesien, erikoisesti öl-jypitoisten vesien puhdistamisessa elektrolyysin avulla, saattamalla käsiteltävä neste virtaamaan pystyasentoon sijoitetuista, liukenevaa materiaalia olevista vierekkäisis-10 tä levyistä muodostettujen elektrodien kärkien ohitse, jotka muodostavat keskenään aseteltavissa olevan kärkivälin .

Yllä kuvantunkaltainen puhdistusmenetelmä tunnetaan FI-patenttijulkaisusta 55 166. Siinä toisena elektrodina 15 käytetään liukenevaa alumiinielektrodia ja toisena elektrodina, lähinnä katodina, levyä, kourua tai rumpua tai muuta vastaavaa kiinteää rakennetta. Tässä tunnetussa menetelmässä puhdistaminen aikaansaadaan siten, että puhdistettava neste saatetaan virtaamaan toista elektrodia 20 pitkin elektrodien muodostaman kärkivälin läpi siten, että kärkiväli ei ole upotettu käsiteltävään nesteeseen. Tällöin aikaansaadaan kapea tai pienipoikkipintainen virta-tie, jossa virran tiheys on suhteellisen suuri. Tämän ja myös kärkien mahdollisimman pienen käyristyssäteen avulla 25 aikaansadaan ns. kärkivaikutue, joka hyvin tehokkaasti saa puhdistettavassa nesteessä olevat epäpuhtaudet flokkuloi-turaaan, jolloin ne on tavanomaisin menetelmin poistettavissa nesteestä. Mainitun FI-patenttijulkaisun mukaisesti ehdotetaan käytettäväksi yhtä tai useampaa, esimerkiksi 30 lankamaista tai levymäistä anodia, jotka on sijoitettu kohtisuoraan tai vinoon asentoon katodiin nähden, joka on tehty esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä kourun, tason, pyörivän telan tai lautasen muotoon. Täten tällaisella laitteistolla ei voida saavuttaa kovinkaan suuria koko-35 naispuhdistustehoja ja toisaalta kuluvien anodien syöttäminen vaatii automaattisen laitteiston, joka varsinkin käytettäessä useita anodeja monimutkaistaa itse laitteis- 2 77008 toa. Täten tällainen laitteisto soveltuu käytettäväksi lähinnä vain teollisen puhdistuslaitteiston osana eikä sitä voida ajatella sovellettavaksi luonnon olosuhteissa tai muissa tilapäisissä järjestelyissä juuri sellaisena.

5 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin tuoda esiin elektrodiyksikkö, jota jo sinällänsä voidaan käyttää elektrolyyttiseen puhdistamiseen ilman, että välttämättä tarvitaan erityistä kierrätys- tai käyttölaitteis-toa virransyöttöyksikköä lukuunottamatta.

10 Yllä mainittu tavoite on saavutettu keksinnön mu kaisella elektrodiyksiköllä, jolle on tunnusomaista, että elektrodilevyt on sovitettu kosketukseen puhdistettavan nesteen kanssa ainoastaan purkauskärkien alueelta ja että siinä on välineet elektrodien kärkien välisen virantihey-15 den pitämiseksi halutulla alueella. Mainituilla välineillä elektrodilevyjen upotussyvyys nesteeseen ja niiden kesken-äinen etäisyys toisistaan säädetään halutun suuruisiksi. Välineet elektrodien upotussyvyyden säätelemiseksi voivat käsittää elektrodien ohjattavissa olevan ripustusmekanis-20 min tai eristävää materiaalia olevan levyn tai vastakappaleen, jonka varassa elektrodiyksikkö lepää. Mm. tällä tavoin elektrodien välinen virrantiheys saadaan pidettyä suurena ja toisaalta puhdistettava neste voidaan ohjata elektrodien kärkivälien läpi, jolloin siihen voidaan koh-25 distaa mainittu voimakas kärkivaikutus. Edullisesti joka toinen elektrodiyksikön levy on kytketty sähköisesti toisiinsa ja niitä syötetään tasavirtalähteellä, jonka antaman jännitteen napaisuus vaihtuu jaksottain. Edullisesti tasavirtalähteen antama virta voi vielä lisäksi olla puls-30 simaista kärkivaikutuksen tehostamiseksi. Täten johtuen toisaalta pulssimaisesta virrasta ja erityisesti napaisuuden käännöstä voidaan tehokkaasti välttää elektrodien passivoituminen ja toisaalta aikaansaadaan elektrodien tasoinen kuluminen.

35 Seuraavassa keksinnön mukaista elektrodiyksikköä kuvataan yksityiskohtaisemmin esimerkinomaisten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa li 3 77008 kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen elektrodiyksikön periaatteellisen rakenteen perspektiivissä nähtynä, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen elektrodiyksikön 5 päältä nähtynä, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen elektrodiyksikön käyttöä puhdistuslaitteiston osana, kuvio 4 esittää toisen tavan keksinnön mukaisen elektrodiyksikön käyttämiseksi ja 10 kuvio 5 esittää leikkauksen kuvion 4 kohteesta nes tepinnan korkeudelta.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukainen elektrodiyksikkö 1, joka käsittää useita pystyasentoon sijoitettuja, liukenevaa materiaalia, kuten alumiinia 15 olevia elektrodilevyjä 2a ja 2b. Nämä elektrodilevyt 2a ja 2b on eristetty sähköisesti toisistaan. Levyt 2a on keskenään ja 2b keskenään kytketty säköisesti toisiinsa, jolloin levy jen 2a ja 2b väliin muodostuu kärkivälit. Kuviossa 1 levyt on esitetty vuorottelevasti kytketyiksi yhteen joh-20 timilla 3 ja 4, joiden kautta elektrodilevyihin syötetään tasavirtaa. Kuten kuviossa on esitetty, syötetyn tasavir-ran napaisuutta vaihdetaan säännöllisin väliajoin, jotta vältetään elektrodilevyjen passivoituminen ja saavutetaan tasainen kuluminen. Lisäksi virta voi edullisesti olla 25 pulssimaista, jolloin kärkivaikutus entisestään tehostuu. Kuviossa 1 elektrodilevyt on kuvattu liitetyiksi yläosastaan toisiinsa elektrodipakan läpi vietyjen ja eristävien akselien 5 avulla.

Jotta elektrodien välinen virrantiheys saadaan pi-30 dettyä halutussa arvossa, jolloin saavutetaan mahdollisimman tehokas elektrolyysi mahdollisimman pienen kokonais-virran avulla, tulee myös elektrodien välisen etäisyyden olla säädettävissä esimerkiksi alueella 5-35 mm. Eräänä mahdollisena toteutustapana voidaan tällöin esittää ku-35 viossa 2 kuvattu rakenne, jossa elektrodien väliin akselien 5 ympärille on sovitettu paljemaisesti joustavat, eristävää ainetta olevat välikappaleet 7. Kiertämällä ak- , 77008 4 seleille 5 sovitettuja muttereita 8 voidaan elektrodien välinen etäisyys asetella halutuksi. Kiristettäessä mutteria 8 kukin paljemainen välikappale 7 puristuu kokoon yhtä paljon, jolloin elektrodiyksikön välit pysyvät tasai-5 sinä. Löysennettäessä mutteria 8 paljemaiset välikappaleet 7 levittävät elektrodien välejä tasaisesti. Eräänä sovel-lutusmuotona voidaan esimerkiksi mutteri 8 kiinnittää sen alla olevaan elektrodilevyyn 2b ja akselia 5 kiertää vastakkaisesta päästään joko käsin tai vääntömoottorin 6 10 avulla. Tulee ymmärtää, että kuvattu järjestely elektrodien välisen etäisyyden asettelemiseksi on vain eräs esimerkki lukuisista mahdollisuuksista, joiden avulla elektrodien välinen etäisyys saadaan aseteltua. Toisina vaihtoehtoina voitaisiin mainita elektrodien väliin sovitetut 15 kiilamaiset tai elliptiset rakenteet, joita siirtämällä tai kiertämällä elektrodien välit voidaan asetella halutuiksi. Edelleen voidaan käyttää kaasulla tai nesteellä säädettäviä paisuntayksiköitä. On lisäksi ymmärrettävää, että säätö voidaan hyvin yksinkertaisesti rakentaa myös 20 automaattiseksi, jolloin esimerkiksi elektrodiyksikön ottaman kokonaisvirran perusteella elektrodien välejä säädetään automaattisesti halutun virran aikaansaamiseksi.

Kuten yllä jo on käynyt ilmi, keksinnön toiminta perustuu siihen, että elektrodien alareunojen välille ai-25 kaansaadaan suuri virrantiheys. Tämä on toteutettavissa mm. silloin, kun elektrodiyksikön upotussyvyys pidetään edullisesti pienenä. Siinä tapauksessa, että käytetään riippuvaa elektrodiyksikköä elektrodien kuluminen voidaan havaita kokonaisvirran muutoksen kautta, kapasitiivisesti, 30 valokennojen tai muiden tunnettujen tuntoelimien tai menetelmien avulla. Näin saadun ja tunnettuun tapaan vahvistetun signaalin avulla upotussyvyys korjataan automaattisesti tai käsin. Jos käytetään kuviossa 3 näytettyä sovellu-tusmuotoa, jossa elektrodiyksikkö omalla painollaan ja muu-35 tamien tai kaikkien elektrodien kärkien varassa lepää eristävää ainetta olevan alustan 13 päällä, upotussyvyys korjautuu automaattisesti painovoiman avulla elektrodien kuli 5 77008 luessa.

Kuviossa 3 on esitetty eräs keksinnön mukaisen elektrodiyksikön käyttösovellutus. Siinä elektrodiyksikkö on sovitettu puhdistusaltaan yhteyteen, johon puhdistetta-5 va neste syötetään sisääntulon 9 kautta. Tästä sisääntulosta puhdistettava neste joutuu tilaan 10, josta se esimerkiksi ylivirtauksena seinämän 11 yli saadaan virtaamaan elektrodiyksikön 1 levyjen väliin. Jos elektrodiyksikkö 1 on ripustettu riippumaan puhdistettavassa nesteessä, jol-10 loin elektrodilevyjen alareuna on avoin ja neste pääsee täten poistumaan levyjen välistä kuljettuaan tietyn matkan niiden välissä, tulee puhdistuslaitteessa toteuttaa puhdistettavan nesteen kierrätys esimerkiksi kierrätyspumpun tai ilmapuhalluksen 12 avulla. Kuvion 3 tapauksessa elektrodi-15 yksikkö 1 on sijoitettu eristävää materiaalia olevan levyn 13 varaan, jolloin varmistetaan, että kaikki puhdistettava neste virtaa elektrodilevyjen välistä ja koko elektrodiyksikön 1 pituuden. Elektrodiyksikön 1 avulla aikaansaadaan flokin muodostuminen puhdistettavan nesteen pinnalle, jota 20 flokkuloitumista ja flokin edelleen käsittelyä voidaan edesauttaa syöttämällä puhdistettavaan nesteeseen poly-elektrolyyttiä yksiköstä 15, joka on sovitettu esimerkiksi altaaseen väliseinän 16 ja sen yläreunaan sovitetun kourun 17 päälle. Näin aikaansaatu flokki poistetaan nestetilan 25 pinnasta esimerkiksi kaapimella 18. Puhdistettu käsitelty neste poistuu kaapimen alapuolisesta säiliön tilasta 19 sen alareunaan liittyvän ulsotulokanavan 20 kautta.

Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti toinen esillä olevan keksinnön mukaisen elektrodiyksikön sovellutus, jos-30 sa elektrodiyksikkö 1 on sijoitettu tukirakenteen 21 varassa riippumaan avo-ojän yläpuolella. Elektrodiyksikköä 1 kannatellaan ojan yläpuolella vaijerin 22 ja siihen liittyvän vinssilaitteiston 23 avulla siten, että elektrodiyksikön 1 levyjen 2a ja 2b alareunat jonkin verran uppoavat veteen.

35 Elektrodiyksikön 1 alapuolelle on saman tukirakennelman 21 varaan sovitettu kourumainen ohjauslevy 24, jolla ojan pintavesi ohjataan elektrodiyksikön kohdalle. Kuten kuvios- 6 77008 ta 5 ilmenee, on kourun 24 laitoihin lisäksi liitetty esim. kelluvat ohjauspuomit 25, joiden avulla koko ojan pintavesi voidaan ohjata elektrodiyksikköä 1 kohti. Kourua 24 kannatellaan sopivalla etäisyydellä elektrodilevyjen 2a ja 5 2b alapuolella, jolloin sen korkeuden tulee olla säädettävissä elektrodilevyjen kulumisen myötä. Toinen vaihtoehto olisi valmistaa kouru 24 eristävästä aineesta, jolloin elektrodiyksikkö voitaisiin sovittaa lepäämään sen varaan kuvion 3 suoritusmuodon tavoin. Kuvioissa 4 ja 5 esitetty 10 järjestely on erityisen sovelias poistettaessa kelluvia epäpuhtauksia, kuten öljyä, vedestä.

Yllä on kuvattu vain eräs esimerkinomainen keksinnön mukaisen elektrodiyksikön rakenne ja kaksi sen käyttösovellutusta. On ymmärrettävää, että kuvioiden 3-5 mu-15 kaisissa rakenteissa ainoastaan elektrodyksikkö 1 ja sen sovitus on oleellinen, eikä muilla kuvatuilla osilla ole vaikutusta esillä olevan keksinnön suojapiirin kannalta. Esillä olevan keksinnön mukaista elektrodiyksikköä voitaisiin kuvitella käytettäväksi hyvinkin muuntyyppisissä so-20 vellutuksissa kuin mitä kuvioissa 3 - 5 on kuvattu. Sitä voitaisiin ajatella käytettäväksi myös esim. kelluvana laitteistona meren, järven, vesialtaan, selkeytysaltaan tai muun vastaavan yhteydessä.

Esillä olevan keksinnön kannalta onkin oleellista 25 vain, että elektrodiyksikkö jollain tavalla saadaan upotettua puhdistettavaan nesteeseen siten, että ainoastaan sen reunaosa uppoaa tähän nesteeseen ja että elektrodiyksikköä kulumisen myötä lasketaan alaspäin joko siihen tarkoitetun laitteiston tai, kuten kuviossa 3 esitetyssä 30 laitteistossa, automaattisesti painovoimaan perustuen.

Il

Claims (9)

1. Elektrodiyksikkö käytettäväksi emulsioitten ja likaantuneiden vesien, erikoisesti öljypitoisten vesien 5 puhdistamisessa elektrolyysin avulla, saattamalla käsiteltävä neste virtaamaan pystyasentoon sijoitetuista, liukenevaa materiaalia olevista vierekkäisistä levyistä (2a, 2b) muodostettujen elektrodien (2a, 2b) kärkien ohitse, jotka muodostavat keskenään aseteltavissa olevan kärkivälin, 10 tunnettu siitä, että elektrodilevyt on sovitettu kosketukseen puhdistettavan nesteen kanssa ainoastaan pur-kauskärkien alueelta ja että siinä on välineet elektrodien kärkien välisen virrantiheyden pitämiseksi halutulla alueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä, että välineet elektrodien kärkien välisen virran tiheyden pitämiseksi halutulla alueella käsittävät välineet elektrodilevyjen välisen etäisyyden ja niiden upotussyvyyden asettelemiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä, että välineet elektrodien välisen etäisyyden asettelemiseksi käsittävät levyjen väliin sovitetut välikappaleet (7), joiden kokoonpuristumiseen tai laajenemiseen perustuen levyjen (2a, 2b) välinen etäisyys 25 on säädettävissä joko käsin tai säätömoottorin (6) avulla.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä, että elektrodilevyt (2a, 2b) on sovitettu riippumaan tukirakenteesta.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektrodiyksikkö, 30 tunnettu siitä, että elektrodilevyt (2a, 2b) lepäävät omalla painollaan joko muutaman tai kaikkien levyjen varassa eristävällä alustalla (13).

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä, että välineet elektrodilevyjen upo- 35 tussyvyyden asettelemiseksi käsittävät levyjen purkauskär- β 77008 kien kulumista havaitsevat ilmaisimet ja levyjen ripustus-korkeutta säätävät nostolaitteet.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä/ että elektrodien upotussyvyys mää- 5 räytyy automaattisesti painovoiman ansiosta levyjen pur-kauskärkien liuetessa.

7 77008

8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä, että elektrodi-yksikön (1) toisistaan eristetyistä levyistä joka toiset 10 levyt (2a ja 2b) on kytketty sähköisesti toisiinsa, ja että kumpaakin ryhmää syötetään (3, 4) tasavirtalähteestä vastakkaisella ja jaksottain vaihtuvalla polarisaatiolla.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen elektrodiyksikkö, tunnettu siitä, että tasavirta syöteään pulssien 15 muodossa. Il 77008 9