RU2031855C1 - Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2031855C1
RU2031855C1 SU4930479A RU2031855C1 RU 2031855 C1 RU2031855 C1 RU 2031855C1 SU 4930479 A SU4930479 A SU 4930479A RU 2031855 C1 RU2031855 C1 RU 2031855C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
anode chamber
housing
anode
cathode
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Константинович Грязнов
Алевтин Михайлович Егудкин
Авинир Васильевич Леонов
Лев Петрович Яновский
Евгений Львович Яновский
Original Assignee
Научно-производственная фирма "Экомодуль"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственная фирма "Экомодуль" filed Critical Научно-производственная фирма "Экомодуль"
Priority to SU4930479 priority Critical patent/RU2031855C1/ru
Priority to PCT/SU1991/000177 priority patent/WO1992019543A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2031855C1 publication Critical patent/RU2031855C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46176Galvanic cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

Использование: очистка промышленных сточных вод, в том числе гальванических производств, от диспергированных, эмульгированных и растворенных примесей. Сущность изобретения: в сточную воду подают тонко измельченный кокс, перемешивают и направляют одновременно в анодную и катодную камеры устройства. В анодной камере при пропускании воды с коксом через пористый слой частиц железа происходит гальванокоагуляция. При подаче потенциала от внешнего источника (напряжение 6 - 24 В, сила тока 1 - 4 А) отрицательного - на корпус, положительного - на токопровод в анодной камере при наличии полупроницаемой мембраны возникает процесс электроионной сепарации, при которой анионы концентрируются в анодной камере, а катионы - в катодной, активизируя процесс гальванокоагуляции. Одновременно возникает процесс электрокоагуляции. Обработанная вода из обеих камер смешивается, а затем подается на осветление. Способ и устройство позволяет повысить производительность за счет оптимизации протекающих электрохимических процессов, при этом значительно повышается качество обработанной воды. Данный процесс является безреагентным. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к обработке воды, в частности к способам и устройствам для очистки промышленных сточных вод, в том числе гальванических производств, и может быть использовано для очистки воды от диспергированных, эмульгированных и растворенных примесей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ очистки сточных вод, включающий пропускание воды через пористый слой частиц железа с предварительным введением катодного вещества в виде измельченного до пылевидного состояния кокса в количестве 2-20 г на 1 м3 воды.
Недостатками такого способа являются недостаточно высокая производительность и степень очистки, а также необходимость дополнительного использования реагентов для доводки рН до и после обработки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, содержащее электролитическую ячейку, которая состоит из сосуда для приема сточной воды, катода и железного анода, где катод изготовлен из электродного материала, нерастворимого в электролите, а анод - из слоя железных частиц, находящихся в электрическом контакте с электродом, и перфорированного материала, неразрушающегося при электролизе. Установка снабжена также отстойником, предназначенным для разделения воды на очищенную жидкость и осадок.
Недостатками такого устройства являются недостаточно высокая скорость и степень очистки.
Целью изобретения является повышение степени очистки при сокращении ее продолжительности.
Для этого в способе, включающем обработку воды, предварительно смешанной с пылевидным коксом, в электрокоагуляторе при пропускании ее через пористый слой частиц железа с последующим осветлением, обработку ведут в электрокоагуляторе, разделенном на электродные камеры, анодная камера которого заполнена пористым слоем частиц железа, воду пропускают параллельными потоками через электродные камеры при одновременном воздействии на нее электрического тока напряжением 6-24 В и силой тока 1-4 А, полученные анолит и католит смешивают на выходе из электрокоагулятора.
Цель достигается также тем, что в устройстве, содержащем корпус с днищем, катод, анодную камеру, установленную коаксиально корпусу, заполненную металлическим скрапом и снабженную анодным токоподводом, цилиндрическую мембрану, установленную коаксиально корпусу, патрубки ввода и вывода воды, корпус выполнен в виде катода, стенки и днище анодной камеры выполнены перфорированными из диэлектрического материала, а на наружной поверхности катода размещена мембрана, выполненная полупроницаемой, при этом анодная камера и мембрана выполнены на расстоянии от днища корпуса, патрубок ввода воды размещен в верхней части корпуса, а патрубок вывода воды - в нижней части корпуса.
На фиг. 1 представлена схема для осуществления способа очистки сточных вод; на фиг. 2 - конструкция устройства.
Способ очистки сточных вод включает следующие операции.
Сточные воды подаются в емкость 1 усреднителя, где происходит усреднение стоков по составу. Затем в обрабатываемую воду подают катодное вещество в виде водной суспензии, пылевидного кокса и подают во всасывающий патрубок насоса 2, где происходит перемешивание. После чего вода, содержащая катодное вещество, поступает на электрохимическую обработку в блок 3, где происходят следующие физико-химические процессы.
В составе обрабатываемой воды могут находиться следующие катионы и анионы: Ni+2, Cu+2, Zn+2, Fe+2-+3, Cg+2, Su+2, Pb+2 и др.; Cl-1, SO4 -3, PO4 -3, Cr2O7 -2, CO3 -2и др. Вода может также содержать взвешенные СПВ и нефтепродукты.
При электрохимической обработке будут протекать следующие процессы.
Вода с содержащимся в ней катодным веществом поступает в анодную камеру (фиг. 2), где осуществляется следующее.
Во время прохождения через пористую массу железа очищаемой воды с катодным веществом, за счет разности электрохимических потенциалов железа и кокса возникает множество короткозамкнутых гальванопар железо - кокс, вызывая в месте контакта и в непосредственной близости от него эффект гальванокоагуляции, т.е. совокупность ряда электрохимических и физических процессов: растворение материала анода - железа и переход его в воде в основном, в виде двухвалентных ионов, электролиз воды, и, как следствие, подкисление прианодного и существенное повышение рН всего объема воды.
Ввиду того, что между анодной и катодной камерами мембрана установлена из пористого полупроницаемого материала, и на металлический скрап дополнительно подается положительный потенциал от внешнего источника тока величиной 6-24 В при силе тока 1-4 А, возникает явление электроионной сепарации, при этом протекают следующие физико-химические процессы.
Катодные процессы, протекающие при электролизе водных растворов, содержащих Zn, Cr, Fe, Cg, Ni, при потенциале близком к 0,41 В включают в зависимости от концентраций раствора и условий электролиза (плотность тока) как восстановление металла, так и выделение водорода.
Так как в рассматриваемом случае концентрации относительно малы, то происходит выделение водорода.
Электрохимическое выделение водорода из кислых растворов происходит вследствие разряда ионов водорода в случае нейтральной и щелочных сред, оно является результатом электрохимического восстановления воды
2O + 2
Figure 00000001
=
Figure 00000002
H2 + 2OH-.
При пассивном аноде при электролизе водных растворов щелочей, кислородсодержащих кислот и их солей, а также фтороводорода и фторидов, происходит электрохимическое окисление воды с выделением кислорода, в зависимости от рН раствора этот процесс протекает по-разному. В щелочной среде
4OH- =
Figure 00000003
O2 + 2H2O + 4
Figure 00000004
. В кислой среде и нейтральной
2H2O = O2 + 4H+ + 4
Figure 00000005
.
Вследствие наложения напряжения для осуществления электроионной сепарации возникает процесс электрокоагуляции, протекающий параллельно с идущим уже процессом гальванокоагуляции, при этом шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного.
Кроме того, при рН < 1,5 происходит восстановление Сr2O7 2 и CrO4 2-в результате катодных электрохимических процессов.
Восстановление бихромат- и хроматионов также происходит ионами двухвалентного железа, образующимися в результате катодного восстановления трехвалентного железа, а также гидрозакисным железом.
В процессе электролиза происходит повышение величины рН вследствие уменьшения концентрации водородных ионов.
Исходя из описанного процесса следует, что ионная сепарация является оптимизирующим фактором протекающего процесса гальванокоагуляции, при этом в качестве анода работает вся поверхность объема металлического скрапа, а роль катода выполняют частицы кокса, находящиеся во взвешенном состоянии в самой очищаемой воде, при этом в параллельно протекающем процессе электрокоагуляции роль анода выполняет боковая поверхность анодной камеры, а роль катода - отрицательный электрод - корпус устройства, т.е. работает как бы 2 анода и 2 катода.
Вода из общих камер, прошедшая электрохимическую обработку, смешивается и поступает на осветление.
Устройство для очистки сточных вод (фиг. 2) содержит корпус 4, в который установлена анодная камера 5, например в виде цилиндра с дном, выполненных из перфорированного электроизоляционного материала, внутрь которого помещен металлический скрап 6. В центре анодной камеры находится токопровод 7, а на поверхности анодной камеры расположена полупроницаемая мембрана 8, например из хлориновой ткани. Пространство между металлическим корпусом и мембраной образует катодную камеру. В нижней части анодная и катодная камеры объединены, образуя смесительную камеру 9 с отводным патрубком.
Устройство работает следующим образом.
Отрицательный потенциал от внешнего источника подается на корпус устройства, а положительный потенциал подается на анод через введенный дополнительный токопровод, расположенный в центре анодной камеры.
Обрабатываемая вода с предварительно введенным катодным веществом одновременно поступает в анодную и катодную камеры.
В анодной камере происходит гальванокоагуляция.
При подаче потенциала от внешнего источника величиной 6-24 В при силе тока 1-4 А вследствие наличия полупроницаемой мембраны возникает процесс электроионной сепарации, при которой концентрируются анионы в анодной камере, а катионы - в катодной, что оптимизирует протекающий процесс гальванокоагуляции. При этом одновременно возникает процесс электрокоагуляции.
Из обеих камер обработанная вода смешивается в смесительной камере и поступает на осветление.
П р и м е р 1.
Проводим очистку производственных сточных вод, содержащих 494 мг/л сухого остатка; хлориды 127,7 мг/л; сульфаты 240, 15 мг/л; никель 3,6 мг/л; кадмий 1,25 мг/л; цинк 10,7 мг/л; железо 1,6 мг/л; медь 18,6 мг/л; хром 80 мг/л; марганец 0,03 мг/л при рН 6,2, в опытной установке с рабочим объемом 1 л с производительностью 160 л/ч, что соответствует продолжительности обработки 0,4 мин вместо 6 мин по прототипу. В обрабатываемую воду вводят катодное вещество в виде водной суспензии кокса из расчета 6 г на 1 м3 воды. После этого вода поступает в блок электрохимической обработки, к которому подводят потенциал от внешнего источника тока 6 В при силе тока 1 А. Затем вода подается на осветление.
После осветления вода получена следующего состава, мг/л: сухой остаток 257; хлориды 89,92; сульфаты 115,22; никель нет; кадмий нет; цинк нет; железо 0,2; медь 0,1; хром нет; марганец нет; рН 8,8.
П р и м е р 2. В отличие от примера 1, подавали потенциал от внешнего источника равный 3,5 В при силе тока 0,5 А.
После обработки вода получена следующего состава, мг/л: сухой остаток 390,4; хлориды 111,2; сульфаты 159,4; никель 0,4; кадмий 0,5; цинк 0,2; железо 0,1; медь 0,34; хром 5,4; марганец нет; рН 0,9.
П р и м е р 3. В отличие от примера 1, подавали потенциал от внешнего источника равный 24 В и силе тока 4 А.
После обработки вода получена следующего состава, мг/л: сухой остаток 212; хлориды 81,82; сульфаты 112,3; никель нет; кадмий нет; цинк нет; железо 37,4; медь 0,05; хром нет; марганец нет; рН 9,0.
П р и м е р 4. В отличие от примера 1, подавали потенциал от внешнего источника 0 В, 0 А, т.е. без наложения потенциала.
После обработки получена вода следующего состава, мг/л: сухой остаток 450,1; хлориды 110,1; сульфаты 167,4; никель 0,2; кадмий 0,5; цинк 0,34; железо 0,15; медь 0,36; хром 12,4; марганец нет; рН 8,7.
П р и м е р 5. В отличие от примера 1, подавали потенциал от внешнего источника равный 30 В и силе тока 5 А.
После обработки получили воду следующего состава, мг/л: сухой остаток 200; хлориды 71,4; сульфаты 110,3; никель 0,1; кадмий нет; цинк нет; железо 81,4; медь 0,05; хром нет; марганец нет; рН 9,1.
Приведенные в примерах конкретного выполнения результаты сведены в таблицу.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют повысить производительность очистки за счет оптимизации протекающих электрохимических процессов, при этом значительно повышается качество очищенной воды, даже при очень высоких первоначальных концентрациях.
Так, по сравнению с известными способом и устройством, производительность предлагаемого технического решения повышается более чем в 5 раз, при этом максимальный расход энергии не более 1 кВт на 1 м3очищаемой воды.
Кроме того, следует отметить, что данный процесс является безреагентным.

Claims (3)

  1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
  2. 1. Способ очистки сточных вод, включающий обработку воды, предварительно смешанной с пылевидным коксом, в электрокоагуляторе при пропускании ее через пористый слой частиц железа с последующим осветлением, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения ее продолжительности, обработку ведут в электрокоагуляторе, разделенном на электродные камеры, его анодная камера заполнена пористым слоем частиц железа, воду пропускают параллельными потоками через электродные камеры при одновременном воздействии на нее электрического тока напряжением 6 - 24 В и силой 1 - 4 А, полученные католит и анолит смешивают на выходе из электрокоагулятора.
  3. 2. Устройство для очистки сточных вод, содержащее корпус с днищем, катод, анодную камеру, установленную коаксиально корпусу, заполненную металлическим скрапом и снабженную анодным токоподводом, цилиндрическую мембрану, установленную коаксиально корпусу, патрубки ввода и вывода воды, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения ее продолжительности, корпус выполнен в виде катода, стенки и днище анодной камеры - перфорированными из диэлектрического материала, а на наружной поверхности камеры размещена мембрана, выполненная полупроницаемой, при этом анодная камера и мембрана выполнены на расстоянии до днища корпуса, патрубок ввода воды размещен в верхней части корпуса, а патрубок вывода - в нижней части корпуса.
SU4930479 1991-04-26 1991-04-26 Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления RU2031855C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4930479 RU2031855C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления
PCT/SU1991/000177 WO1992019543A1 (fr) 1991-04-26 1991-09-03 Procede et dispositif de purification d'eau usee

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4930479 RU2031855C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2031855C1 true RU2031855C1 (ru) 1995-03-27

Family

ID=21571406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4930479 RU2031855C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2031855C1 (ru)
WO (1) WO1992019543A1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104962C1 (ru) * 1996-07-30 1998-02-20 Анатолий Максимович Порохняк Способ очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов
RU2262374C1 (ru) * 2004-03-18 2005-10-20 Садило Роман Михайлович Фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости
MD3345G2 (ru) * 2006-09-08 2008-01-31 Государственный Университет Молд0 Устройство для комплексной очистки промышленных сточных вод
MD3514G2 (ru) * 2007-01-17 2008-09-30 Государственный Университет Молд0 Установка для гальвано-электрофлотационной очистки промышленных сточных вод
RU2712325C1 (ru) * 2019-06-28 2020-01-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Способ извлечения кадмия из промывных вод, содержащих цианиды

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235833C2 (de) * 1992-10-23 1997-01-30 Baeumer Michael Vorrichtung und Verfahren zur Wasserreinigung
RU2142918C1 (ru) * 1998-05-15 1999-12-20 Курский государственный технический университет Способ очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов
RU2161137C1 (ru) * 1999-04-29 2000-12-27 Северо-Кавказский государственный технологический университет Способ очистки промышленных сточных вод
RU2165893C1 (ru) * 2000-04-24 2001-04-27 Шебанов Сергей Михайлович Способ комплексной очистки воды
RU2168467C1 (ru) * 2000-10-23 2001-06-10 Шебанов Сергей Михайлович Способ комплексной очистки воды
RU2318737C1 (ru) * 2006-05-31 2008-03-10 Владимир Васильевич Малышев Способ комплексной очистки промышленных сточных вод и устройство для его реализации
CA2703715C (en) 2007-10-25 2016-08-23 Landmark Structures I, Lp System and method for anaerobic digestion of biomasses

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1232022A (en) * 1983-11-30 1988-01-26 Eisuke Fukuda Radio communication system
FR2585908B1 (fr) * 1985-07-30 1987-11-13 France Etat Procede et recepteur de transmission par paquets de signaux numeriques sur voie de grande capacite, notamment sur voie de diffusion par satellite

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1611886, кл. C 02F 1/463, 1990. *
Патент США N 4014766, кл. 204-152, 1977. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104962C1 (ru) * 1996-07-30 1998-02-20 Анатолий Максимович Порохняк Способ очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов
RU2262374C1 (ru) * 2004-03-18 2005-10-20 Садило Роман Михайлович Фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости
MD3345G2 (ru) * 2006-09-08 2008-01-31 Государственный Университет Молд0 Устройство для комплексной очистки промышленных сточных вод
MD3514G2 (ru) * 2007-01-17 2008-09-30 Государственный Университет Молд0 Установка для гальвано-электрофлотационной очистки промышленных сточных вод
RU2712325C1 (ru) * 2019-06-28 2020-01-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Способ извлечения кадмия из промывных вод, содержащих цианиды

Also Published As

Publication number Publication date
WO1992019543A1 (fr) 1992-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Özyonar et al. Removal of disperse and reactive dyes from aqueous solutions using ultrasound-assisted electrocoagulation
Xu et al. Optimization and assessment of Fe–electrocoagulation for the removal of potentially toxic metals from real smelting wastewater
US5628888A (en) Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions
US4014766A (en) Electrolytic treatment of waste water
US5871623A (en) Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions
RU2031855C1 (ru) Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления
US20090008267A1 (en) Process and method for the removal of arsenic from water
EP1361197A1 (en) Method and apparatus for clarification of water
Khosa et al. Efficiency of aluminum and iron electrodes for the removal of heavy metals [(Ni (II), Pb (II), Cd (II)] by electrocoagulation method
CN100500586C (zh) 一种电解法水处理装置
Mahvi et al. Removal of cadmium from industrial effluents by electrocoagulation process using aluminum electrodes
WO1998050309A1 (en) Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions
CN116282400A (zh) 一种处理矿山含重金属酸性废水的双脉冲低压电絮凝方法
CN116177764A (zh) 一种原位产生Fe(IV)并用于废水处理的方法和装置
RU2088539C1 (ru) Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов
Chaturvedi Mercury removal using Fe–Fe electrodes by electrocoagulation
CN115490353A (zh) 一种去除含铁盐溶液中重金属离子杂质的方法及其设备
CN103951017A (zh) 一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法
EP0585207B1 (en) Method for the operation of electrolytic baths
KR100372849B1 (ko) 응집 및 전해원리를 이용한 고도 폐수처리장치
CN105293642A (zh) 一种处理高盐工业废水的多电极多隔膜电解槽
El-Ashtoukhy et al. Removal of heavy metal ions from aqueous solution by electrocoagulation using a horizontal expanded Al anode
KR20200134604A (ko) 전기응집 및 전기부상 방식 수처리 장치
CN205204884U (zh) 一种处理高盐工业废水的多电极多隔膜电解槽
Barhoumi et al. Combining adsorption on activated carbon with electrocoagulation process for copper removal from used water