RO108232B1

RO108232B1 - Organic compounds from industrial residual waters electro transfomation installation

Info

Publication number: RO108232B1
Application number: RO9300356A
Authority: RO
Inventors: Cretescu Igor; Macoveanu Matei
Original assignee: Cretescu Igor; Macoveanu Matei
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-03-31

Abstract

Invenția se referă la o instalație pentru electrotransformarea unor compuși organici, nebiodegradabili sau cu toxicitate sporită, din apele reziduale industriale, în scopul epurării acestora. Instalația constă dintr-un recipient (1) în care se realizează descărcarea electrică, între suprafața apei reziduale, în care este imersat un electrod (2) și un electrod (3) situat în exteriorul acesteia. Electrodul (2) este amplasat la partea inferioară a recipientului și este alcătuit dintr-o rețea de țevi cu orificii prin care se barbotează aer rece. Electrodul imersat (3) este fixat, la partea superioară, cu posibilitate de modificare a distanței față de suprafața apei tratate. Descărcarea este întreținută de o tensiune cu frecvență industrială (50 Hz) și amplitudine variabilă între 4 și 10 KV. In aceste condiții, are loc oxidarea energică a moleculelor substanței organice atât în faza gazoasă, cât și în faza lichidă din imediata apropiere a interferenței lichid-gaz.The invention relates to a plant for the electrotransformation of some organic compounds, non-biodegradable or with high toxicity from the water industrial waste, for the purpose of purification. The installation consists of a container (1) in which it is performs electric discharge between the surface of the water wherein an electrode (2) and an electrode (2) are immersed an electrode (3) located outside it. electrode (2) is located at the bottom of the container and consists of a pipe network with holes through which blows cold air. Immersed Electrode (3) is fixed, at the top, with the possibility of changing the distance from the surface of the treated water. The download is maintained by a voltage with industrial frequency (50 Hz) and amplitude variable between 4 and 10 KV. Under these circumstances, it has energy oxidation of the molecules of the substance organic in both the gaseous phase and the liquid phase in the immediate vicinity of the liquid-gas interference.

Description

Invenția se referă la o instalație pentru electrotransformarea compușilor organici, din apele reziduale industriale, în vederea epurării acestora.The invention relates to an installation for the electrotransformation of organic compounds, from industrial wastewater, for their purification.

Sunt cunoscute instalații bazate pe utilizarea energiei electrice, pentru transfromarea substanțelor organice în compuși solubili, cu toxicitate redusă sau chiar până la destrucție totală. Astfel de instalații corespunzătoare unor procedee electrochimice clasice (oxidarea electrochimică și electroliza preparativă a unor oxidanți) prezintă dezavantajele cum ar fi: consumul energetic ridicat, dificultatea realizării condițiilor tehnologice (pH, temperatură, concentrație), și foarte frecvent încărcarea apei cu săruri minerale.Installations based on the use of electricity are known, for the transfromation of organic substances into soluble compounds, with reduced toxicity or even to total destruction. Such installations corresponding to classical electrochemical processes (electrochemical oxidation and preparative electrolysis of some oxidants) have the disadvantages such as: high energy consumption, difficulty in achieving the technological conditions (pH, temperature, concentration), and very frequently the loading of water with mineral salts.

Se cunosc, de asemenea, și instalații ce utilizează descărcări Corona în vapori de apă, când are loc descompunerea acesteia, cu formare de radicali cu caracter oxidant. Aceste instalații necesită tensiuni alternative foarte mari (50 KV) și frecvențe mari de lucru (10 KHz), ceea ce determină consumuri energetice, considerabile și echipament de lucru special.Also known are installations that use Corona discharges in water vapor, when its decomposition takes place, with formation of oxidizing radicals. These installations require very high AC voltages (50 KV) and high working frequencies (10 KHz), which results in considerable energy consumption and special working equipment.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unei instalații de epurare a unor ape reziduale, cu conținut de substanță organică, cu randament și productivitate crescute, în condițiile unui consum energetic, scăzut.The problem solved by the invention is the creation of a wastewater treatment plant, with organic substance content, with high yield and productivity, under the conditions of low energy consumption.

Instalația prezentată înlătură dezavantajele soluțiilor cunoscute, prin aceea că este alcătuită dintr-un recipient izolator, prevăzut, la interior, cu doi electrozi dintre care unul imersat, amplasat la partea inferioară a recipientului și alcătuit dintr-o rețea de țevi cu orificii prin care se barbotează aer rece și unul exterior, fixat la partea superioară, prin intermediul unei tije filetate, susținută de o piuliță izolatoare cu posibilitatea de modificare o distanței față de suprafața apei de tratat, recipientul fiind prevăzut cu un racord de admisie a apei reziduale și două racorduri de evacuare a apei purificate și precum și cu un racord de evacuare a gazelor, cei doi electrozi racordați la o sursă de tensiune de frecvență industrială și amplitudine variabilă, între 4 și 10 kV, realizând un proces de oxidare într-o descărcare electrică în vapori de substanță organică și apă, antenați de aerul barbotat.The presented installation removes the disadvantages of the known solutions, in that it is made up of an insulating container, provided, inside, with two electrodes, one of which is immersed, located at the bottom of the container and made of a network of pipes with holes through which cold air and an external one, fixed to the upper part, by means of a threaded rod, supported by an insulating nut with the possibility to modify a distance to the surface of the water to be treated, the container being provided with an inlet water inlet connection and two connections for the purified water discharge and as well as with a gas discharge connection, the two electrodes connected to an industrial frequency voltage source and variable amplitude, between 4 and 10 kV, carrying out an oxidation process in an electrical discharge in vapors. of organic substance and water, aerated by the bubbled air.

Instalația prezintă următoarele avantaje:The installation has the following advantages:

- are o construcție simplă și economică;- has a simple and economical construction;

- folosește curent alternativ de frecvență industrială (50 Hz);- uses alternating current of industrial frequency (50 Hz);

- evită manipularea unor oxidanți periculoși;- avoids the handling of dangerous oxidants;

- necesită un timp redus de tratament;- requires a short treatment time;

- realizează un tratament complex, ce asigură un grad avansat de oxidare, pentru o gamă largă de compuși organici, în regim continuu sau discontinuu.- performs a complex treatment, which ensures an advanced degree of oxidation, for a wide range of organic compounds, in continuous or discontinuous regime.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:The following is an example of an embodiment of the invention in connection with FIG. 1 and 2, representing:

- fig.l, vedere laterală, în secțiune longitudinală;- Fig. 1, side view, in longitudinal section;

- fig.2, vedere de sus, în secțiune transversală.- Fig. 2, top view, in cross-section.

Instalație de electrotransformare a compușilor organici, din apele reziduale, conform invenției, se compune dintr-un recipient izolator 1 (rezistent la acțiunea substanțelor chimice din apa reziduală), prevăzut în interior, cu doi electrozi dintre care unul imersat 2 și altul 3 exterior apei de tratat. Electrodul imersat 2 este amplasat la fundul recipientului, fiind format dintr-o rețea de țevi a cu orificii b prin care se barbotează aer rece, care are rolul de a realiza atât agitarea soluției cât și răcirea acesteia. Electrodul exterior 3 este fixat la partea superioară prin intermediul unei tije filetate 11 susținută de o piuliță izolatoare 4, având posibilitatea modificării distantei față de suprafața apei de tratat.El are forma unui disc plan prevăzut cu un inel periferic în dinți de ferăstrău c pentru a dirija descărcarea electrică. Instalația are un racord de admisie 5 și două de evacuare 6 și 8 a apei reziduale purificate precum și un racord de evacuare gaze 7. Instalația poate funcționa atât în regim continuu (evacuare prin racordul 6), cât și discontinuu (evacuare prin racordul 8). Conectarea la tensiune a instalației se realizează prin intermediul unei piulițe 9 și al unui colier 10.The electrotransformation plant of the organic compounds, from the waste water, according to the invention, is composed of an insulating container 1 (resistant to the action of the chemical substances in the waste water), provided inside, with two electrodes, one of which is immersed 2 and the other 3 outside the water. to be treated. The submerged electrode 2 is located at the bottom of the container, being formed by a network of pipes a with holes b through which cold air is bubbled, which has the role of both stirring the solution and cooling it. The outer electrode 3 is fixed to the upper part by means of a threaded rod 11 supported by an insulating nut 4, having the possibility to change the distance to the surface of the water to be treated. It has the form of a flat disc provided with a peripheral ring in the saw teeth c in order to direct the electric discharge. The installation has an inlet connection 5 and two outlets 6 and 8 of the purified waste water as well as a gas outlet 7. The system can operate both in continuous mode (outlet through connection 6) and discontinuous (outlet through connection 8). . The voltage connection of the installation is made by means of a nut 9 and a collar 10.

Succesiunea operațiilor la exploatarea instalației, de la pornire și până la oprire, este următoarea:The sequence of operations when operating the plant, from start to stop, is as follows:

1. admisie aer rece comprimat;1. cold compressed air intake;

2. admisie apă redziduală, cu substanțe organice;2. redzidual water intake, with organic substances;

3. apropierea electrodului exterior de suprafața apei reziduale, până la o distanță de descărcare minimă;3. approaching the outer electrode to the surface of the waste water, up to a minimum discharge distance;

4. aplicarea tensiunii înalte, funcție de doza și natura substanței organice prezente;4. application of high blood pressure, depending on the dose and nature of the organic substance present;

5. realizarea amorsării și reglarea puterii de descărcare;5. performing priming and adjusting the discharge power;

6. tratamentul propriu-zis;6. the actual treatment;

7. deconectarea tensiunii;7. disconnect the voltage;

8. evacuarea apei tratate;8. evacuation of treated water;

9. oprirea aerului comprimat.9. stop the compressed air.

între suprafața apei reziduale, în care este imersat electrodul 2 și electrodul 3 situat în exteriorul acesteia, se realizează o descărcare electrică, prin aplicarea, la cei doi electrozi, a unei tensiuni alternative cu frecvență industrială (50 Hz) și amplitudine între 4 și 10 kV. între suprafața soluției și electrodul exterior 3, se formează un flux de plasmă rece, luminescentă (formată din electroni, particule ionizate și particule cu caracter radicalic). Aceste particule cu energii foarte mari intercaționează cu moleculele substanțelor organice realizând oxidarea acestora atât în fază gazoasă (antrenarea substanțelor organice sub formă de vapori), cât și în faza lichidă din imedata apropiere a interfeței lichid-gaz.between the surface of the waste water, in which the electrode 2 and the electrode 3 are immersed outside it, an electric discharge is made, by applying, at the two electrodes, an alternating voltage with industrial frequency (50 Hz) and amplitude between 4 and 10 kV. between the surface of the solution and the outer electrode 3, a cold, luminescent plasma flow is formed (consisting of electrons, ionized particles and radical particles). These particles with very high energies interact with the molecules of the organic substances, oxidizing them both in the gas phase (entrainment of organic substances in the form of vapors) and in the liquid phase in the immediate vicinity of the liquid-gas interface.

Tratamentul propriu-zis al substanțelor orgnice se bazează pe efectul oxidant al particulelor cu caracter radicalic și al ozonului care însoțesc descărcarea. De asemenea, un efect asupra scindării și ruperii unor legături 11 are și energia foarte mare a fluxului de particule încărcate (electroni, ioni), ce interacționează cu substanțele organice. Spre exemplificare, în sprijinul acestor concluzii, putem menționa degradarea fenolului din apele reziduale, până la acid maleic.The actual treatment of the organic substances is based on the oxidizing effect of the radical particles and the ozone that accompany the discharge. Also, an effect on the cleavage and rupture of some bonds 11 also has the very high energy of the flow of charged particles (electrons, ions), which interact with the organic substances. For example, in support of these conclusions, we can mention the degradation of phenol from wastewater to maleic acid.

Din punct de vedere al consumului energetic, instalația are un consum de 2-5 ori mai mic față de o instalație clasică, de oxidare electrochimică.From the point of view of energy consumption, the installation has a consumption of 2-5 times less than a conventional installation, of electrochemical oxidation.

Claims

Claim

The installation for the electrotransformation of organic compounds, from wastewater, industrial, characterized in that it consists of an insulating container (1), provided inside with two electrodes (2, 3) of which one immersed (2), located at the bottom of the container and consists of a network of pipes (a) with holes (b) through which cold air is bubbled and an external one (3), fixed at the top, by means of a threaded rod (11), supported by an insulating nut (4), with the possibility to change the distance to the surface of the water to be treated, the container (1) being provided with a waste water inlet connection (5) and two purified water outlet connections (6 and 8), as well as a gas discharge connection (7), the two electrodes (2 and 3) connected to an industrial frequency voltage source and variable amplitude, between 4 and 10 kV, carrying out an oxidation process, through an electrical discharge in v you crave organic substance and water, aerated by bubbled air.