RU1775369C - Электролизер дл очистки воды - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : электролизер содержит корпус-катод, выполненный из полого металлического цилиндра с торцовыми крышками, к которым подсоединены патрубки подачи и отвода обрабатываемой воды. Корпус установлен горизонтально с возможностью вращени  вокруг горизонтальной оси. Внутри корпуса расположенакассета из токопроводного материала, соединенна  с положительным источником тока. В полости кассеты расположена анодорастворима  загрузка. Кассета состоит из перфорированного барабана, обт нутого изолирующей мембраной, и закрыта торцевыми крышками, В корпусе коаксиаль- но установлена дополнительна  цилиндрическа  перегородка, с диафрагмой, закрепленной на внутренней поверхности перегородки при помощи вкладышей супругой рабочей поверхностью. Причем кассета размещена в полости перегородки и снабжена снаружи поперечными перфорированными упорами, рассто ние между которыми и диаметр отверстий перфорации увеличиваетс  по мере приближени  к патрубку отвода обрабатываемой воды. В полости, образованной корпусом и дополнительной перегородкой, размещена алюминийсодер- жаща  стружка. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.(Лс

Description

Изобретение относитс  к электро-химической очистке природных и сточных вод, в частности к конструкции электролизера с засыпными электродами.

Известен электролизер дл  очистки сточных вод, содержащий цилиндрический корпус, катод, выполненный в виде полого вертикального цилиндра, установленного вплотную к стенке корпуса, цилиндрическую перфорированную мембрану, установленную коаксиально катоду, заполненную металлической стружкой и снабженную анодным токопроводом, и камеру подачи исходной воды, размещенной в нижней части корпуса, причем анодный токопровод выполнен в виде полого перфорированного

вала, соединенного вала, соединенного с трубопроводом подачи электролита и снабженного приводом вращени  с эксцентриком , мембрана снабжена днищем, жестко закрепленным на анодном токопроводе скребками, закрепленными на ее наружной поверхности, и прижимным диском.

Однако данный электролизер не эффективен в процессе своей работы, так как в нем не обеспечиваетс  интенсивность обработки воды без повышени  эксплуатацио11ных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  электролизер дл  очистки сточных вод, содержащий корпус, соединенный с отрицательным источником тока, перфорированную цилиндрическую кассету, на наружной поверхности которой размещена диафр гма, заполненную стружкой, снабженную токопроводом и соединенную с положительным полюсом источником тока, патрубки подвода и отвода воды, причем корпус размещен горизонтально и установлен с возможностью вращени , перфорированна  цилиндрическа  кассета, свободно размещена в корпусе, а патрубки подачи и отвода обрабатываемой воды расположены на торц,ах корпуса.

Недостатком данного электролизера  вл етс  го, что в нем недостаточна интенсивность обработки воды без повышени  эксплуатационных затрат, так как в нем не обеспечиваетс  получение алюминийсодержащего реагента без дополнительных затрат электроэнергии. Не обеспечено интенсивное перемешивание воды и полученной массы реагента(анолита и католита ) и снижение этой интенсивности по ходу движени  воды в корпусе электролизера после ввода основной массы реагента, разной скорости движени  частиц, максимального их взаимодействи  и различного их зар да, что приводит к значительным затратам на обработку воды и снижает качество этой обработки.

Цель изобретени  - повышение производительности и снижение эксплуатационных затрат.

На фиг. 1 изображен электролизер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,

Электролизер содержит корпус-катод 1, выполненный из полого металлического цилиндра с торцовыми крышками 2, к которым подсоединены патрубки подачи 3 и отвода 4 обрабатываемой воды. Корпус 1 установлен горизонтально, с возможностью вращени  вокруг горизонтальной оси при помощи привода (на чертежах не показан). Внутри корпуса размещена кассета из токопровод щего материала, соединенна  с положительным источником тока, В полости кассеты расположен анодорастворимый материал (например, стружечна  загрузка), при этом кассета состоит из перфорированного барабана 6, обт нутого изолирующей диафрагмой 7, И закрыта торцовыми крышками 8. В корпусе 1 коаксиально установлена перфорированна  цилиндрическа  дополнительна  перегородка 9 с диафрагмой 10, закрепленной на внутренней поверхности дополнительной перегородки при помощи вкладышей 11, с упругой рабочей поверхностью (например, армированна  стальной проволокой). Причем кассета размещена в полости дополнительной перегородки 9 и снабжена снаружи поперечными упорами 12, рассто ние между которыми и диаметр отверстий 13 перфорации увеличиваетс  по мере приближени  к патрубку 4

отвода обрабатываемой воды. Упоры 12 на кассете и вкладыши 11 на дополнительной перегородке установлены соосно, кроме того , толщина вкладышей 11 измен етс  по их периметру. В полости 14, образованной

0 корпусом 1 и дополнительной перегородкой 9 размещена металлическа  стружка 15, например , из амфотерного металла (алюминиесодержаща  стружка и т. д.). При этом между дополнительной перегородкой 9 и

5 водопроницаемой поверхностью кассеты образуетс  проточна  камера 16. Перфорированна  цилиндрическа  дополнительна  перегородка 9 выполнена токопроводной и соединена через корпус 1 с отрицательным

0 источником тока (на чертежах не показан).

Электролизер работает следующим образом .

Сточна  вода через патрубок 3 поступает 8 проточную камеру 16 и, двига сь вдоль

5 аппарата в межэлектродном зазоре между дополнительной перегородкой 9 и перфорированным барабаном 6 кассеты,отводит через патрубок 4,

Через поры мембраны 7 анодна  кассета с металлической стружечной загрузкой 5 заполн етс  сточной водой, а через поры мембраны 10 заполн етс  этой водой также полость 14 с алюминийсодержащей загрузкой 15. При наложении электрического тока

5 происходит растворение анододисперсной стружечной загрузки 5 с образованием ионов материала стружки, которые о результате концентрированной диффузии и напр женности электрического пол  мигрируют в

0 проточную камеру 16 через диафрагму 10. В полости анодной кассеты происходит образование окислительной среды с низким рН, что приводит также к химической коррозии стружки вследствие повышени  активной

5 реакции католита. В катодной полости происходит подщелачивание обрабатываемой жидкости, что приводит к образованию гидроксидов металла, которые через диафрагму 10 мигрируют в крупные хлопь , которые

0 сорбируют загр знени , наход щиес  в воде .

В результате того, что проточна  камера 16 содержит гидравлические сопротивлени  перфорированные упоры 12 и вкладыши

5 11, в ней обеспечиваетс  перемешивание обрабатываемой воды, при этом интенсивность этого процесса уменьшаетс  по ходу движени  воды, так как рассто ние между элементами 11 и 12 увеличиваетс -в этом направлении и увеличиваетс  диаметр отверстий 13 перфорации упоров 12. Снабжение упоров 12 перфорацией способствует интенсивности перемешиванил обрабатываемой воды за счет разделени  части обрабатываемого потока на отдельные мелкие потоки, скорость которых уменьшаетс  с увеличением диаметра отверстий 13 перфорации .

В результате этого в проточной камере 16, обеспечиваетс  постепенное снижение интенсивности перемешивани , осуществл етс  ввод основной массы катодных и анодных реакций, в зону интенсивного перемешивани  воды, вследствие наличи  тем больших скоростей и, соответственно, пониженного гидродинамического давлени , что обуславливает подсос с эту зону анолита и католита из непроточных камер.

Дл  предотвращени  слишком интенсивного процесса перемешивани  после смешани  основной массы коагул нта с водой и обеспечени  физико-химических процессов , которые определ ют образование крупных быстроосаждающихс  хлопьев гидроксидов металлов с извлекаемыми из воды примес ми, в направлении выхода воды из проточной камеры 16 уменьшаютс  гидравлические сопротивлени .

Весь процесс обработки жидкости происходит при посто нном вращении электролизера . При вращении его корпуса 1, свободноразмещенна  кассета будет вращатьс , перекачива сь на упорах 12 по упругой поверхности вкладышей 11.

Стружка, перемеща сь внутри кассеты и в полости 14. выполн ет роль абразива и очищает свою поверхность от пассивирующей пленки, что приводит к ее активной коррозии.

Дл  создани  свободного движени  частиц стружки электролизер заполн етс  на 3/4 объема. При снижении количества стружки в кассете и полости 14, они пополн ютс  новой порцией, соответствующей стружки.

Таким образом, электролизер позвол ет повысить производительность и снизить эксплуатационные расходы. Это достигаетс  интенсификацией процессоз коагул ции частиц загр знений за счет изменени  напр женности электрического пол  по периметру зоны обработки воды и по длине этой зоны. В зоне обработки жидкости измен етс  напр женность электрического пол , обеспечивающего различный зар д частиц дисперсной фазы и привод щего к максимальному количеству столкновений частиц за счет различной скорости их движени , что и способствует повышению эффективности процессов коагул ции и флокул ции

частиц загр знений. При этом увеличение рассто ни  между упорами по ходу движени  жидкости увеличивает нагрузку на упругие вкладыши, что создает продольные колебани  кассеты с частотой и амплитудой колебани , уменьшающейс  по ходу движени  обрабатываемой воды. Это способствует продольному возвратнопоступательному перемещению загрузки в

кассете и дополнительной очистке ее поверхности от пассивирующей пленки, что приводит к более активной ее коррозии и интенсификации процесса коагулировани  загр знений. Кроме того, при таком расположении упоров по ходу движени  жидкости возникает сопутствующий положительный эффект снижени  интенсивности перемешивани  жидкости, что обеспечивает образование крупных быстрооседающих

хлопьев гидроксидов этого в проточной камере ввод коагул нта снижаетс  по ходу движени  воды, вследствие уменьшени  его подсоса из непроточных камер, что позвол ет вести процесс коагул ции в более экономном режиме работы электролизера за счет более рационального использовани  коагул нта и уменьшени  затрат электроэнергии при его образовании. Снабжение упоров отверсти ми, диаметр которых

уменьшаетс  по ходу движени  воды тоже направлены на достижение эффекта, описанного выше.

Все это способствует повышению производительности работы электролизера, так

как более высоком расходе воды и уменьшении времени нахождени  ее в электролизере обеспечиваетс  заданна  степень очистки обрабатываемой воды и снижение при этом расхода электроэнергии.

Сравнительные испытани  электролизера производительностью 0,1 показали , что при одном и том же качестве очистки обрабатываемой воды по сравнению с известным электролизером обеспечивает повышение производительности в 1,7 раза и в 1,25 раза сокращение электроэнергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1. Электролизер дл  очистки воды,

   содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращени  и соединенный с отрицательным полюсом источника тока, перфорированную цилиндрическую кассету

   из токопровод щего материала, свободно размещенную а корпусе и заполненную металлической стружкой, причс-м на наружной поверхности кассеты размещена диафрагма и кассета, подключена к положительному полюсу источника токь. патрубки подвода и

   отвода воды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  эксплуатационных затрат, электролизер снабжен дополнительно цилиндрической перфорированной перегородкой из токопровод щего материала, коаксиально установленной а корпусе и также соединенной с отрицательным полюсом источника тока, а на внутренней поверхности дополнительной перегородки размещена диафрагма , кассета расположена внутри перегородки и на наружной поверхности кассеты установлены поперечные перфорированные упоры, рассто ние между которыми и степень перфорации увеличиваютс  в

   AjM

   направлении от патрубка ввода к патрубку вывода, и между дополнительной перегородкой и корпусом размещена металлическа  стружка,

   52. Электролизер по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности в работе, диафрагма прикреплена к внутренней поверхности дополнительной перегородки вкладышем с упругой

   10 рабочей поверхностью, причем вкладыши на перегородке и упоры на кассете расположены соосно.

   3. Электролизер поп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с   тем, что толщина вкладышей изме15 н етс  по их периметру.

   10 Ify