RU1828847C - Электролизер дл очистки воды - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области охраны окружающей среды. Электролизер содержит корпус-катод 1, с торцевыми крышками 2, к которым подсоединены патрубки подачи 3 и отвода 4 обрабатываемой воды. Внутри корпуса 1 размещена кассета 6 изтокопровод щего материала, подсоединенна  к положительному полюсу источника тока. В полости кассеты 6 расположен анодно-растворимый материал 5, а сама кассета обт нута изолирующей диафрагмой 7 и закрыта торцевыми крышками 8. В корпусе 1 коаксиально установлена перфорированна  токопровод ща  перегородка 9 с диафрагмой 10, закрепленной на внутренней поверхности перегородки при помощи вкладышей 11, перегородка соединена с отрицательным полюсом источника тока. Кассета 6 размещена в полости дополнительной перегородки 9 и снабжена упорами 12 с перфорацией 13. В полости 14, образованной корпусом 1 и перегородкой 9, размещена металлическа  стружка. Диафрагма 7 выполнена в виде р дов поперечных полос с чередующимис  водопроницаемыми 18 и водонепроницаемыми 17 из диэлектрического материала участками пилообразной формы, причем длина полос и ширина различных участков диафрагмы в полосе выполнена переменной . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С

Description

V I -

15 К А

г.1

№ М

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

Цель изобретени  - повышение эффективности очистки путем создани  импульсного воздействи  напр женности электрического пол  на обрабатываемую воду с уменьшением этого воздействи  по ходу движени  воды в корпусе.

На фиг.1 изображен электролизер, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - фрагмент развертки поверхности кассеты с водопроницаемыми и водонепроницаемыми участками диафрагмы.

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 6 из токопрово- д щего материала, соединенна  с положительным источником тока. В полости кассеты 6 расположен анодорастворимый материал 5 (например, стружечна  загрузка ), при этом кассета обт нута изолирующей диафрагмой 7 и закрыта торцовыми крышками 8. В корпусе 1 коаксиально установлена перфорированна  токопро вод ща  цилиндрическа  перегородка 9 с диафрагмой 10, закрепленной на внутренней поверхности перегородки при помощи вкладышей 11. Перегородка 9 соединена через корпус 1 с отрицательным полюсом источника тока. Кассета 6 размещена в полости дополнительной перегородки 9 и снабжена снаружи поперечными упорами 12 с перфорацией 13. В полости 14, образованной корпусом 1 и дополнительной перегородкой 9, размещена металлическа  стружка 15, например, из амфотерного металла (алюминийсодержаща  стружка и т.д.). При этом дополнительна  перегородка 9 образует проточную камеру 16, соединенную с патрубками 3 и 4. Диафрагма 7 выполнена в виде р дов поперечных полос с чередующимис  водопроницаемыми 18 и водонепроницаемыми 17 участками, площадь которых мен етс  по периметру кассеты 6. Водопроницаемые участки диафрагмы 18 смещены друг относительно друга по периметру кассеты 6. Длина поперечных полос и ширина водопроницаемых участков диафрагмы в полосе возрастет по мере приближени  к патрубку отвода воды 4. Водонепроницаемые участки диафрагмы 17 выполнены из диэлектрического материала:

винипласта, поливинилхлорида и т.д. Водопроницаемые и водонепроницаемые участки диафрагмы имеют пилообразную форму. Электролизер работает следующим образом .

Сточна  вода через патрубок 3 поступает в проточную камеру 16 и, двига сь вдоль аппарата в межэлектродном зазоре между дополнительной перегородкой 9 и перфорированным барабаном 6 кассеты, отводитс  через патрубок 4.

Через поры диафрагмы 7 анодна  кассета с металлической стружечной загрузкой 5 выполн етс  сточной водой, а через поры

5 диафрагмы 10 заполн етс  этой водой также полость 14с алюминийсодержащей загрузкой 15. При наложении электрического тока происходит растворение стружечной загрузки 5 с образованием ионов материала

0 стружки, которые в результате концентрационной диффузии и напр женности электрического пол  мигрируют в проточную камеру 16 через водопроницаемые участки диафрагмы 18. В полости анодной кассеты

5 происходит образование окислительной среды с низким рН, что приводит также к химической коррозии стружки вследствие повышени  активной реакции католита. В катодной полости происходит подщелачи0 вание обрабатываемой жидкости, что приводит к образованию гидроксидов металла, которые через диафрагму 10 мигрируют в проточную камеру 16. В проточной камере ионы коагулируют в крупные хлопь , кото5 рые сорбируют загр знени , наход щиес  в воде.

Выполнение диафрагмы в виде р дов поперечных полос с чередующимис  водопроницаемыми 18 и водонепроницаемыми

0 участками 17 из диэлектрического материала позвол ет осуществл ть периодическое импульсное воздействие напр женности электрического пол  на обрабатываемую воду, проход щую в полости камеры 16, что

5 способствует интенсификации процесса коагул ции и флокул ции за счет резкого изменени  напр женности электрического пол  от макс, значени  до нул  и в противоположном направлении с соответствующим

0 возникновением пондеромоторных сил, привод щих к неравновесному состо нию электрических сил на поверхности коагулируемых частиц. Возникновение таких неравновесных  влений приводит к более

5 интенсивному взаимодействию частиц. Увеличение длины полос и ширины водопроницаемых участков диафрагмы в полосе по мере приближени  их к патрубку 4 снижает интенсивность обработки воды в этом направлении и позвол ет дополнительно изменить напр женность пол  по длине электролизера и, в свою очередь, интенсифицирует процесс электрокоагул ции коллоидных частиц и кристаллизации солей за счет возникновени  вектора напр женности , перпендикул рного к градиенту напр женности пол , образующегос  по длине окружности барабана.

Смещение участков диафрагмы 18 друг относительно друга способствует импульсному воздействию электрического пол  на обрабатываемую воду по ходу ее движени  в камере 14 и измен ет частоту напр женности эл. пол  импульсов, воздействующих на дисперсную систему.

Изменение площади участков диафрагмы 17 и 18 по периметру кассеты создает импульсное электрическое поле в зоне каждого р да этих полос и способствует созданию импульсов разной частоты. Выполнение участков диафрагмы 17 из диэлектрического водонепроницаемого материала позвол ет снижать напр женность пол  до нулевых значений в диэлектрическом зазоре (объем пространства между электродами , перекрытый участками диафрагмы из диэлектрического материала), тем самым обеспечива  импульсное воздействие электрического пол  на дисперсную систему.

Все это интенсифицирует электрокоагул цию коллоидных частиц и кристаллизацию солей в обрабатываемой воде.

Весь процесс обработки жидкости происходит при посто нном вращении электролизера . При вращении его корпуса 1 свободно размещенна  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 электролизера заполн етс  на 3/4 объема. При снижении количества стружки в кассете и полости 14,

они наполн ютс  новой порцией соответствующей стружки.

Таким образом, предложенный электролизер повышает эффективность очистки путем создани  импульсного воздействи  напр женности электрического пол  на обрабатываемую воду, с разной частотой и амплитудой с уменьшением этого воздействи  по ходу движени  воды в корпусе, что

позвол ет интенсифицировать электрокоагул цию коллоидных частиц и кристаллизацию солей и снизить эксплуатационные затраты на очистку воды и повысить ее качество .

Claims (2)

1.Электролизер дл  очистки воды, содержащий корпус, установленный с возможностью вращени  и соединенный с

отрицательным полюсом источника тока, размещенную в корпусе перфорированную цилиндрическую кассету с установленной на ее поверхности диафрагмой, заполненную стружкой и соединенную с положительным полюсом источника тока, перфорированную цилиндрическую перегородку с диафрагмой, патрубки подачи и отводы обрабатываемой воды, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

эффективности очистки, диафрагма, расположенна  на поверхности кассеты, выполнена в виде р дов поперечных полос с чередующимис  водопроницаемыми и водонепроницаемыми участками пилообразной формы, площади которых мен ютс  по периметру кассеты, причем водопроницаемые участки диафрагмы смещены относительно друг друга по периметру кассеты, а длина поперечных полос и ширина водопроницаемых участков диафрагмы в полосе возрастают по мере приближени  к патрубку отвода воды.

2.Электролизер поп. 1,отличающий с   тем, что водонепроницаемые участки диафрагмы выполнены из диэлектрического материала.

V

П П

11 11

№

16

15

Фиг. I

фиг.З