RU148901U1 - DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS - Google Patents
DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS Download PDFInfo
- Publication number
- RU148901U1 RU148901U1 RU2014117281/05U RU2014117281U RU148901U1 RU 148901 U1 RU148901 U1 RU 148901U1 RU 2014117281/05 U RU2014117281/05 U RU 2014117281/05U RU 2014117281 U RU2014117281 U RU 2014117281U RU 148901 U1 RU148901 U1 RU 148901U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ferrous
- rare
- electrolyzer
- wastewater
- cathode
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство для электрохимической очистки сточных вод от соединений цветных и редкоземельных металлов, содержащее корпус с размещенными в нем электролизером и камерой электрофлотации, отличающееся тем, что боковые анодные камеры электролизера снабжены патрубками для ввода и вывода сточной воды и трубопроводами, соединяющими их с катодной камерой, при этом внутри боковых анодных камер дополнительно размещены анионообменная мембрана и катод.A device for the electrochemical treatment of wastewater from non-ferrous and rare-earth metal compounds, comprising a housing with an electrolyzer and an electroflotation chamber, characterized in that the side anode chambers of the electrolyzer are equipped with nozzles for introducing and discharging wastewater and pipelines connecting them to the cathode chamber, this inside the lateral anode chambers additionally placed anion-exchange membrane and cathode.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от соединений цветных и редкоземельных металлов и может быть использована на предприятиях цветной и черной металлургии, машиностроения, приборостроения, радиоэлектроники, электротехнической промышленности.The proposed utility model relates to devices for the electrochemical treatment of wastewater from compounds of non-ferrous and rare-earth metals and can be used in enterprises of non-ferrous and ferrous metallurgy, mechanical engineering, instrument making, radio electronics, and the electrical industry.
Известно устройство для электрохимической очистки сточных вод, представляющее собой корпус, разделенный на секции предварительной водообработки (в виде двухкамерного диафрагменного электролизера с анионообменной мембраной) и электрофлотационной очистки [А.с. СССР №1675215 A1, МПК C02F 1/46, C02F 1/465; заявл. 13.10.1989; опубл. 07.09.1991, бюл. №33].A device for electrochemical wastewater treatment, which is a housing divided into sections of preliminary water treatment (in the form of a two-chamber diaphragm electrolyzer with an anion exchange membrane) and electroflotation treatment [A.S. USSR No. 1675215 A1, IPC C02F 1/46,
Недостатком данного устройства является низкая производительность, вследствие малой площади электродов и мембраны.The disadvantage of this device is the low productivity, due to the small area of the electrodes and membrane.
Известно, выбранное в качестве прототипа устройство, содержащее корпус с размещенными в нем электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер и камерой электрофлотации [Электрофлотационная технология очистки сточных вод промышленных предприятий / В.А. Колесников, В.И. Ильин, Ю.И. Капустин и др.; под ред. В.А. Колесникова. - М.: Химия, 2007. - С. 224-226 с].It is known that the device selected as a prototype contains a housing with an electrolyzer placed in it in the form of an anode and two side cathode chambers and an electroflotation chamber [Electroflotation technology for wastewater treatment of industrial enterprises / V.A. Kolesnikov, V.I. Ilyin, Yu.I. Kapustin et al .; under the editorship of V.A. Kolesnikova. - M .: Chemistry, 2007. - S. 224-226 s].
Недостатком данного устройства является недостаточная производительность процессов мембранного электролиза, вследствие малой площади электродов и мембран.The disadvantage of this device is the insufficient productivity of the processes of membrane electrolysis, due to the small area of the electrodes and membranes.
Технической задачей и результатом, на решение которых направлено заявляемое устройство от соединений цветных и редкоземельных металлов является повышение производительности процессов мембранного электролиза.The technical problem and the result, the solution of which the claimed device is directed from compounds of non-ferrous and rare-earth metals is to increase the productivity of membrane electrolysis processes.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит корпус с размещенными в нем и электролизером в виде катодной и двух боковых анодных камер и камерой электрофлотации. Новым, согласно предложенной полезной модели, является то, что боковые анодные камеры электролизера снабжены патрубками для ввода и вывода сточной воды и трубопроводами, соединяющими их с катодной камерой, при этом внутри боковых анодных камер дополнительно размещены анионообменная мембрана и катод.The technical result is achieved by the fact that the device comprises a housing placed in it and an electrolyzer in the form of a cathode and two side anode chambers and an electroflotation chamber. According to the proposed utility model, the side anode chambers of the electrolyzer are equipped with nozzles for input and output of wastewater and pipelines connecting them to the cathode chamber, while an anion-exchange membrane and the cathode are additionally placed inside the side anode chambers.
Предлагаемая полезная модель устройства иллюстрируется рисунком, где на фиг. 1 представлен вид сверху.The proposed utility model of the device is illustrated in the figure, where in FIG. 1 is a top view.
Устройство состоит из корпуса 1, разделенного переливной перегородкой 2 на электролизер 3 и камеру электрофлотации 4. Электролизер выполнен в виде катодной 5 и двух боковых анодных камер 6.The device consists of a
Катодная камера электролизера отделена от анодных - анионообменными мембранами 7.The cathode chamber of the electrolyzer is separated from the anode by anion-
В катодной камере установлены пластинчатые нерастворимые катоды 8, а в анодных камерах пластинчатые нерастворимые аноды 11.
В катодной камере 5 электролизера имеются патрубки 13 для ввода нейтрализованной сточной воды.In the
Внутри анодных камер 6 электролизера расположены анионообменные мембраны 9, образующие катодные секции 10, в которых установлены пластинчатые нерастворимые катоды 12 и имеются патрубки 14 для ввода кислой сточной воды и 15 вывода нейтрализованной сточной воды. При этом катодные секции 10 электролизера снабжены трубопроводами 16, соединяющие их с катодной камерой 5.Inside the
В камере электрофлотации размещены в виде гребенки горизонтальные нерастворимые электроды 17 (катоды и аноды) и имеются патрубки 18 для вывода очищенной воды. С противоположного от электролизера торца камеры электрофлотации находится сборник пены 19.In the electroflotation chamber horizontal insoluble electrodes 17 (cathodes and anodes) are placed in the form of a comb and there are
В верхней части устройства, расположенного выше уровня воды, размещено пеносборное устройство 20, приводимое в движение электродвигателем редуктора 21.In the upper part of the device located above the water level, a
Устройство работает следующим образом. Кислая сточная вода, содержащая ионы цветных (медь, никель, цинк, кадмий, кобальт, марганец) и редкоземельных (церий, иттрий, тербий) металлов индивидуально или в смеси, поступает через патрубки 14 в катодные секции 10 боковых анодных камер 6 электролизера, в которых под действием токовой нагрузки на нерастворимых катодах 12 протекает электрохимическая катодная реакция восстановления ионов гидроксония с образованием водорода и молекул воды (2H3O+→H2+2H2O). Далее нейтрализованная сточная вода поступает по трубопроводам 16 в катодную камеру 5 электролизера, в которой под действием токовой нагрузки на катодах 8 протекает электрохимическая катодная реакция разряда молекул воды с образованием водорода и гидроксил-ионов (2H2O→H2↑+2OH-), вследствие чего pH сточных вод повышается (подщелачивается) до 9-10, при которых за счет химических реакций (Me+2OH-=Me(OH)2↓) происходит образование частиц дисперсной фазы малорастворимых соединений цветных и редкоземельных металлов в виде гидроксидов и их флотация пузырьками водорода на поверхность воды.The device operates as follows. Acid wastewater containing non-ferrous ions (copper, nickel, zinc, cadmium, cobalt, manganese) and rare-earth (cerium, yttrium, terbium) metals individually or in a mixture enters through
Одновременно в боковых анодных камерах 6 при разряде молекул воды на поверхности нерастворимых анодов 11 происходит выделение кислорода и подкисление фонового электролита за счет образования ионов водорода H+.At the same time, in the
Разделение продуктов катодной и анодной реакции анионообменными мембранами 7 и 9 препятствует транспорту ионов OH- в объеме обрабатываемой сточной воды и их химическое взаимодействие с ионами H+ с образованием нейтральных молекул воды.The separation of the products of the cathodic and anodic reaction by anion-
Далее, сточная вода, содержащая частицы дисперсной фазы малорастворимых соединений цветных и редкоземельных металлов, переливается через перегородку 2 и поступает в камеру электрофлотации 4, в которой под действием газовых пузырьков (водорода и кислорода), образующихся на нерастворимых электродах (анодах и катодах) 17 при электролизе воды происходит флотационное отделение частиц дисперсной фазы малорастворимых соединений цветных и редкоземельных металлов от сточной воды. Очищенная вода выводится из устройства через патрубки 18.Further, wastewater containing particles of the dispersed phase of sparingly soluble compounds of non-ferrous and rare-earth metals overflows through a
Всплывшая в процессе электрофлотации на поверхность воды дисперсная фаза малорастворимых соединений цветных и редкоземельных металлов формируется в пенный слой, который удаляется пеносборным устройством 20 в сборник 19 и далее выводится из устройства.The dispersed phase of poorly soluble non-ferrous and rare-earth metal compounds that has surfaced during electroflotation onto the water surface is formed into a foam layer, which is removed by the
Повышение производительности процессов мембранного электролиза достигается за счет дополнительного размещения в боковых анодных камерах катодов и анионообменных и мембран, что увеличивает общую рабочую площадь их поверхности в электролизере. При этом производительность процесса или устройства (Q, м3/ч) будет определяться величиной изменения pH (кислотности) обрабатываемой воды. Основной расчетной величиной для требуемого изменения pH сточной воды является расход тока (, Кл/л), которая может быть определена по формуле [Яковлев СВ., Краснобородько И.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды. - Л.: Стройиздат, 1987. С. 289-291.]An increase in the productivity of membrane electrolysis processes is achieved due to the additional placement of cathodes and anion-exchange and membranes in the lateral anode chambers, which increases the total working surface area of their surface in the cell. In this case, the productivity of the process or device (Q, m 3 / h) will be determined by the change in pH (acidity) of the treated water. The main calculated value for the required change in the pH of the wastewater is the current consumption ( , CL / l), which can be determined by the formula [Yakovlev SV., Krasnoborodko IG, Rogov VM Technology of electrochemical water treatment. - L .: Stroyizdat, 1987. S. 289-291.]
, ,
где KК и KН - требуемая соответственно конечная и начальная кислотность воды; - удельное изменение кислотности на 100 Кл/л, мг-экв/л.where K K and K N - the required final and initial acidity of water, respectively; - specific change in acidity per 100 C / l, mEq / L.
Производительность процесса составитThe performance of the process will be
, ,
где Sэ - площадь поверхности электродов; Iэ - плотность тока на электродах.where S e - the surface area of the electrodes; I e - current density at the electrodes.
Таким образом, с увеличением площади поверхности электродов Sэ производительность процесса будет расти.Thus, with an increase in the surface area of the electrodes S e, the productivity of the process will increase.
На производительность процесса оказывает также и влияние скорость переноса ионов через ионообменную мембрану, определяемая величиной изменения концентрации ионов H+ (Cисх/Cкон), которую можно рассчитать по формуле [Богатырев А.Е., Варцов В.В., Шульпин Г.П. Мембранные электродиализные технологии очистки гальваностоков. Выпуск 3 (1697). -М.: ЦНИИ «Электроника», 1993. - С. 57.]:The productivity of the process is also affected by the rate of ion transfer through the ion-exchange membrane, which is determined by the change in the concentration of ions H + (C ref / C con ), which can be calculated by the formula [Bogatyrev A.E., Vartsov V.V., Shulpin G. P. Membrane electrodialysis technologies for electroplating. Issue 3 (1697). -M.: Central Research Institute "Electronics", 1993. - S. 57.]:
, ,
где Cисх - исходная концентрация ионов; Cисх - конечная концентрация ионов; D - коэффициент диффузии ионов; δ - толщина предельного диффузионного слоя; Sмб - площадь ионообменных мембран; iмб - плотность тока на ионообменной мембране; Wn - линейная скорость потока обрабатываемой воды вдоль мембран.where C ref is the initial concentration of ions; C ref is the final concentration of ions; D is the diffusion coefficient of ions; δ is the thickness of the limiting diffusion layer; Smb - the area of ion-exchange membranes; i mb is the current density on the ion-exchange membrane; W n - linear flow rate of the treated water along the membranes.
Таким образом, с ростом площади ионообменных мембран Sмв производительность процесса (скорость массопереноса) также будет расти.Thus, with an increase in the area of ion exchange membranes Smv, the productivity of the process (mass transfer rate) will also increase.
Технический результат при решении поставленной задачи достигается за счет увеличения общей рабочей площади поверхности анионообменных мембран и катодов.The technical result in solving the problem is achieved by increasing the total working surface area of the anion-exchange membranes and cathodes.
Предлагаемая конструкция полезной модели устройства для электрохимической очистки сточных вод от соединений цветных и редкоземельных металлов позволяет повысить производительность процессов мембранного электролиза.The proposed design of a utility model of a device for electrochemical wastewater treatment of compounds of non-ferrous and rare-earth metals can improve the performance of membrane electrolysis processes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117281/05U RU148901U1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117281/05U RU148901U1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU148901U1 true RU148901U1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53291452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014117281/05U RU148901U1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU148901U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168719U1 (en) * | 2016-04-18 | 2017-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | ELECTROFLOTOMEMBRANE DEVICE WITH CORRECTION OF ACID ACID FOR THE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF HEAVY METALS |
RU172684U1 (en) * | 2016-07-26 | 2017-07-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF SEWAGE FROM ORGANIC POLLUTION |
RU172690U1 (en) * | 2016-07-26 | 2017-07-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF WASTE WATER FROM ORGANIC POLLUTION WITH ACID CORRECTION |
RU2719595C2 (en) * | 2017-08-25 | 2020-04-21 | Хсин-Юйнг Линь | Device for water electrolysis |
-
2014
- 2014-04-29 RU RU2014117281/05U patent/RU148901U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168719U1 (en) * | 2016-04-18 | 2017-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | ELECTROFLOTOMEMBRANE DEVICE WITH CORRECTION OF ACID ACID FOR THE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF HEAVY METALS |
RU172684U1 (en) * | 2016-07-26 | 2017-07-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF SEWAGE FROM ORGANIC POLLUTION |
RU172690U1 (en) * | 2016-07-26 | 2017-07-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF WASTE WATER FROM ORGANIC POLLUTION WITH ACID CORRECTION |
RU2719595C2 (en) * | 2017-08-25 | 2020-04-21 | Хсин-Юйнг Линь | Device for water electrolysis |
US11186914B2 (en) | 2017-08-25 | 2021-11-30 | Hsin-Yung Lin | Water electrolysis device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU148901U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS | |
CN105905999A (en) | Method for removing sulfate solution chloride ions through electric absorption of three dimensional electrodes | |
RU2620228C1 (en) | Method of electrochemical regeneration of cupro-ammonium pickling solution | |
Trokhymenko et al. | Study of the Process of Electro Evolution of Copper Ions from Waste Regeneration Solutions | |
CN201021439Y (en) | An antiscaling electric ion removal and cleaning device and recycling negative ion and positive ion | |
CN203833685U (en) | Low-concentration heavy metal wastewater membrane electrolysis treatment device | |
Santos et al. | Electroflotation | |
CN107253782A (en) | A kind of ferrikinetics electrochemistry Fenton method for treating water and device | |
RU141719U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF WASTE WATER FROM ORGANIC POLLUTANTS | |
RU148896U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF WASTE WATERS OF PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING ALCOHOLIC PHOTO RESIST WITH NEUTRALIZATION OF PURIFIED WATERS | |
RU133119U1 (en) | DEVICE FOR WASTE WATER TREATMENT FOR PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING ALCOHOLIC PHOTO RESIST SPF-VSC | |
CN115465979A (en) | Rotational flow electrolysis-ion exchange coupling system and method for deeply removing and recovering heavy metal ions in water body | |
RU168719U1 (en) | ELECTROFLOTOMEMBRANE DEVICE WITH CORRECTION OF ACID ACID FOR THE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF HEAVY METALS | |
RU148900U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING WASTE WATERS OF PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING AQUALKALINE PHOTO RESIST | |
RU142384U1 (en) | DEVICE FOR WASTE WATER TREATMENT FOR PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING ALCOHOLIC PHOTO RESIST SPF-VSC | |
RU136035U1 (en) | ELECTROFLOTOMEMBRANE DEVICE | |
RU141949U1 (en) | DEVICE FOR WASTE WATER TREATMENT FOR PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING ALCOHOLIC PHOTO RESIST SPF-VSC | |
CN101244854B (en) | Iron carbon micro electrolyser and method for processing ceramic phenol wastewater | |
Gaidukov et al. | Electroflotation recovery of poorly soluble lanthanum compounds from highly concentrated salt systems | |
RU153110U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM ORGANIC POLLUTION | |
RU138577U1 (en) | DEVICE FOR WASTE WATER TREATMENT FOR PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING ALCOHOLIC PHOTO RESIST SPF-VSC | |
KR200473934Y1 (en) | Acid ionized water and alkaline ionized water electrolyzer optionally generated non-Diaphragm | |
RU2031855C1 (en) | Method and device for purification of industrial drainage water | |
RU161969U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROFLOTOMEMBRANE CLEANING OF SEWAGE FROM ORGANIC POLLUTION | |
RU2340562C2 (en) | Method of sewage water purification by means of electochemical methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150127 |