RU2146229C1

RU2146229C1 - Multiphase induction electrocoagulator

Info

Publication number: RU2146229C1
Application number: RU96124754/12A
Authority: RU
Inventors: С.Б. Леонов; С.С. Тимофеева; А.П. Вертинский
Original assignee: Иркутский государственный технический университет
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 2000-03-10

Abstract

FIELD: cleaning metal-containing and otherwise contaminated waste water. SUBSTANCE: electrocoagulator has case with bottom and cover, current lead, and inductors with single-phase primary windings placed in working space. Inductors are made in the form of shells coaxially arranged one inside other. Primary windings are wound of insulated wire; they are interconnected in series and connected to one of phase leads of multiphase line. EFFECT: improved power capacity. 2 dwg

Description

Проточный индукционный электрокоагулятор предназначен для очистки металлосодержащих и других электропроводных сточных вод, а также может быть использован для обработки электропроводящих растворов или пульп, например в процессе обогащения руд и т.п. A flow-through induction electrocoagulator is designed for the treatment of metal-containing and other electrically conductive wastewater, and can also be used to treat electrically conductive solutions or pulps, for example, in the process of ore dressing, etc.

Для очистки сточных вод в настоящее время применяются электрохимические и другие процессы очистки сточных вод, описанные в литературе:
1. Леонов С.Б., Рудмин В.В., Богидаев С.А. Электрохимическая обработка переменным током сульфгидрильных собирателей в процессе серосульфидной флотации. //Цветные металлы. - 1990, N 1, с 22-25.For wastewater treatment, currently used electrochemical and other wastewater treatment processes described in the literature:
1. Leonov SB, Rudmin VV, Bogidaev S.A. Electrochemical treatment with alternating current of sulfhydryl collectors in the process of sulfur sulfide flotation. // Non-ferrous metals. - 1990, N 1, s 22-25.

2. Тимофеева С.С., Вертинский А.П. Электрохимические технологии извлечения металлов из отработанных растворов и сточных вод - один из путей рационального использования ресурсного потенциала. Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения. Материалы и тезисы докладов. Красноярск. 1996. Выпуск 11, с. 55-63. 2. Timofeeva S.S., Vertinsky A.P. Electrochemical technology for the extraction of metals from waste solutions and wastewater is one of the ways to rationally use the resource potential. Social problems of environmental engineering, nature management and resource conservation. Materials and abstracts of reports. Krasnoyarsk 1996. Issue 11, p. 55-63.

В конструкциях известных электрокоагуляторов, применяемых в настоящее время в производстве, используется большое количество электродов, которые в процессе эксплуатации расходуются, изнашиваются, требуют частой замены, снижая тем самым производительность и надежность электрокоагулятора в работе. In the designs of known electrocoagulators currently used in production, a large number of electrodes are used, which are consumed, worn out during operation, require frequent replacement, thereby reducing the performance and reliability of the electrocoagulator in operation.

Повысить производительность электрокоагулятора, а также осуществить надежный электроконтакт возможно путем индуцирования тока в электролите сточных вод. It is possible to increase the performance of the electrocoagulator, as well as to make reliable electrical contact by inducing current in the wastewater electrolyte.

В настоящее время известны устройства под названием индукционных электрокоагуляторов, описанные в литературе:
3. Электрокоагулятор по патенту РФ N 2061659
4. Электрокоагулятор по патенту N 2076074.Currently known devices called induction electrocoagulators, described in the literature:
3. The electrocoagulator according to the patent of the Russian Federation N 2061659
4. Electrocoagulator according to patent N 2076074.

Известные индукционные электрокоагуляторы представляют собой трансформаторы, первичная обмотка которых подключена к сети электропитания, а вторичной обмоткой являются обрабатываемые электропроводящие стоки, в которые погружен магнитопровод. Known induction electrocoagulators are transformers, the primary winding of which is connected to the power supply network, and the secondary winding is the processed electrically conductive drains into which the magnetic circuit is immersed.

Так как известные индукционные электрокоагуляторы имеют магнитопроводы в виде сердечников трансформаторов, то эти конструктивные признаки определяют высокие массово-габаритные показатели, требуя большого расхода электротехнической стали и ограничивая их применение в производственных условиях. Since the known induction electrocoagulators have magnetic cores in the form of transformer cores, these structural features determine high mass-dimensional indicators, requiring a large consumption of electrical steel and limiting their use in production conditions.

Прототипом предлагаемого проточного индукционного электрокоагулятора является:
5. Многофазный индукционный электрокоагулятор по заявке RU 94027789, A1 кл, C 02 F 1/46, 27.04,96.The prototype of the proposed flow-through induction electrocoagulator is:
5. Multiphase induction electrocoagulator according to the application RU 94027789, A1 cells, C 02 F 1/46, 04/27/96.

Электрокоагулятор по прототипу представляет собой корпус с коническим днищем и крышкой, токоподвод, выполненный в виде тороидальных индукторов с первичными однофазными обмотками из голого высокоомного провода, размещенными в рабочем объеме электрокоагулятора и подключенными к первичной многофазной сети равномерно. The prototype electrocoagulator is a case with a conical bottom and a cover, a current lead made in the form of toroidal inductors with primary single-phase windings from a bare high-resistance wire, placed in the working volume of the electrocoagulator and connected to the primary multiphase network evenly.

Указанные выше типы индукционных электрокоагуляторов целесообразно использовать в технологических процессах по утилизации отходов сточных вод, получаемых в виде шлама, который в дальнейшем служит химическим сырьем для извлечения тяжелых металлов. The above types of induction electrocoagulators are advisable to use in technological processes for the disposal of waste water obtained in the form of sludge, which subsequently serves as a chemical raw material for the extraction of heavy metals.

Кроме того, магнитопровод трансформатора, используемый по прототипу, значительно повышает индуктивность обмоток, что приводит к образованию большой реактивной мощности электрокоагулятора, особенно в условиях обработки больших расходов промышленных стоков. In addition, the magnetic core of the transformer used according to the prototype, significantly increases the inductance of the windings, which leads to the formation of a large reactive power of the electrocoagulator, especially in conditions of processing high costs of industrial effluents.

Отмеченное выше обстоятельство ограничивает мощность индукционных электрокоагуляторов и приводит к необходимости применения подводящих и отводящих труб малого сечения. The aforementioned circumstance limits the power of induction electrocoagulators and leads to the necessity of using supply and outlet pipes of small cross section.

Задачей предлагаемого проточного индукционного электрокоагулятора является увеличение его мощности с соответствующим увеличением производительности. The objective of the proposed flow-through induction electrocoagulator is to increase its power with a corresponding increase in productivity.

Поставленная задача достигается тем, что в проточном индукционном электрокоагуляторе, включающем в себя корпус с днищем, крышкой и токоподвод в виде индукторов с первичными обмотками, размешенными в рабочем объеме электрокоагулятора, индукторы выполнены в виде стаканов, коаксиально размещены друг в друге, первичные обмотки индукторов выполнены из изолированного провода и соединены между собой последовательно и подключены к одной из фаз многофазной сети. The problem is achieved in that in a flowing induction electrocoagulator, which includes a housing with a bottom, a cover and a current lead in the form of inductors with primary windings, placed in the working volume of the electrocoagulator, the inductors are made in the form of cups, coaxially placed in each other, the primary windings of the inductors are made from an insulated wire and interconnected in series and connected to one of the phases of a multiphase network.

Стаканы соединены между собой гидравлически последовательно по потоку обрабатываемых сточных вод с общим вводом и выводом в отстойник. The glasses are interconnected hydraulically in series along the flow of treated wastewater with a common input and output to the sump.

Выполнение обмотки индуктора на стаканах из диэлектрического материала предотвращает образование больших величин индуктивности, облегчает весовые характеристики и удешевляет устройство электрокоагулятора. The implementation of the winding of the inductor on cups of dielectric material prevents the formation of large values of inductance, facilitates weight characteristics and reduces the cost of the device electrocoagulator.

Соединение обмоток между собой последовательно (электрически согласно по их магнитным потокам) обеспечивает возможность обрабатывать стоки в течение всего времени их протекания по стаканам, а соединение стаканов между собой последовательно по потоку обрабатываемых стоков позволяет подвергать их обработке индукционными токами в течение заданного времени и выполнять диаметры ввода и вывода по заданным расходам стоков, что обеспечивает высокую производительность электрокоагулятора. Connecting the windings to each other in series (electrically according to their magnetic fluxes) makes it possible to process the effluents during the entire time that they flow through the cups, and connecting the cups to each other in series along the flow of the treated effluents allows them to be treated with induction currents for a given time and to make input diameters and output for given flow rates, which ensures high performance of the electrocoagulator.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображена половина вида с половиной разреза по вертикальной оси проточного индукционного электрокоагулятора, на фиг. 2 - схема установки проточного индукционного электрокоагулятора с отстойником и сборником шлама.The invention is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 shows a half view with a half section along the vertical axis of a flow-through induction electrocoagulator, FIG. 2 - installation diagram of a flowing induction electrocoagulator with a sump and a sludge collector.

Детальное описание изобретения. Detailed description of the invention.

Проточный индукционный электрокоагулятор состоит из цилиндрического корпуса 1 с входом 2 и выходом 3. Электрокоагулятор установлен на полке 4 отстойника 5, в котором выполнены вход 6 для обрабатываемых стоков, выход 7 очищенной воды и выход 8 шлама от шламосборника 9 с барьером 10 на днище остойника 5. Внутри корпуса 1 установлены коаксиально друг в друге стаканы 11 с катушками 12 и боковыми отверстиями 13. Все катушки 12 соединены между собой электрически согласно направлениям своих магнитных потоков (соединительные провода не показаны на чертежах условно, так как применяются по своему прямому назначению). Вывод 14 первой катушки 12 и вывод 15 последней катушки 12 подключены к сети электропитания с помощью типовой коммутационной аппаратуры (на чертежах не показана, так как применяется по своему прямому назначению). Первый стакан 11 с катушками 12 по описанному может быть произвольным, соединен с входом 2 и не имеет днища, а второй, четвертый и каждый четный стакан прикреплены к крышке 17, например, с помощью сварки, пайки и т.п. и имеют днища 16. Третий, пятый и последующие нечетные стаканы также прикреплены к крышке 17 и не имеют днища. Количество стаканов 11 с катушками 12 по описанному может быть произвольным и определяется производительностью электрокоагулятора (на чертежах условно показано 3 стакана 11 из которых первый соединен с входом 2, а последний с выходом 3. Количество электрокоагуляторов по описанному в очистной установке может быть произвольным и определяется общим расходом обрабатываемых промышленных стоков. The flow-through induction electrocoagulator consists of a cylindrical body 1 with an input 2 and an output 3. The electrocoagulator is mounted on a shelf 4 of a sump 5, in which an input 6 for treated effluents, an outlet 7 of purified water and an outlet 8 of sludge from a sludge collector 9 with a barrier 10 on the bottom of the sump 5 are made Inside the housing 1, glasses 11 are mounted coaxially in each other with coils 12 and side holes 13. All coils 12 are electrically connected to each other according to the directions of their magnetic fluxes (connecting wires are not shown in the drawings conditionally, as they are used for their intended purpose). The output 14 of the first coil 12 and the output 15 of the last coil 12 are connected to the power supply using standard switching equipment (not shown in the drawings, since it is used for its intended purpose). The first glass 11 with coils 12 as described can be arbitrary, connected to the input 2 and has no bottom, and the second, fourth and each even glass are attached to the lid 17, for example, by welding, soldering, etc. and have bottoms 16. The third, fifth and subsequent odd glasses are also attached to the lid 17 and have no bottom. The number of glasses 11 with coils 12 as described can be arbitrary and is determined by the performance of the electrocoagulator (the drawings conventionally show 3 glasses 11 of which the first is connected to input 2 and the last to output 3. The number of electrocoagulators described in the treatment plant can be arbitrary and determined by the total the consumption of industrial waste water.

При этом в случае электропитания установки от трехфазной сети промышленного тока целесообразно количество электрокоагуляторов выполнять кратным 3, равномерно распределяя их по фазам первичной сети, в качестве компенсаторов реактивной мощности возможно использование емкостных конденсаторов. Компенсаторы реактивной мощности на чертежах не показаны, так как применяются по своему прямому назначению. Материалы корпуса 1 и стаканов 11 электрокоагулятора возможно выполнять из диэлектриков, например фторопласта, полипропилена и т.п. В случае выполнения стаканов 11 и корпуса 1 из металлических составляющих их поверхность необходимо покрывать коррозионостойким составом. Материал жилы электропровода может быть выбран из меди и алюминия, а изоляцией может служить резина, наирит, полихлорвинил и т.д. Moreover, in the case of power supply to the unit from a three-phase industrial current network, it is advisable to perform the number of electrocoagulators in multiples of 3, evenly distributing them among the phases of the primary network, capacitive capacitors can be used as reactive power compensators. Reactive power compensators are not shown in the drawings, as they are used for their intended purpose. The materials of the housing 1 and the glasses 11 of the electrocoagulator can be made of dielectrics, for example fluoroplastic, polypropylene, etc. In the case of the cups 11 and the housing 1 of the metal components, their surface must be covered with a corrosion-resistant composition. The core material of the electric wire can be selected from copper and aluminum, and the insulation can be rubber, nairite, polyvinyl chloride, etc.

Работа проточного индукционного электрокоагулятора. Work flow induction electrocoagulator.

Вход 2 электрокоагулятора соединяется с гидромагистралью сточных вод, а выход 3 - с входом 6 в отстойник 5. При поступлении промышленных стоков в электрокоагулятор включается электропитание на выводы 14 и 15 катушек 12 от электрической сети с помощью коммутационной аппаратуры. При протекании переменного тока по катушкам 12 в сточных водах, протекающих по стаканам 11, индуцируются вторичные токи, воздействие которых вызывает коагуляцию компонент стоков, которые уносятся ими в отстойник 5. Барьер 10 препятствует образованию прямого потока обработанных сточных вод, создавая условия оседания шлама в сборнике 9. По накоплении очищенных стоков до уровня выхода 7 их из отстойника 5 они отводятся по заданному применению (например, в замкнутую схему водоснабжения). Шлам по выводу 8 от накопителя 9 забирается на вторичную переработку по мере накопления. The input 2 of the electrocoagulator is connected to the wastewater hydraulic line, and the output 3 is connected to the input 6 of the settling tank 5. When industrial wastewater enters the electrocoagulator, the power supply to the terminals 14 and 15 of the coils 12 from the electric network is switched on using switching equipment. When alternating current flows through the coils 12 in the wastewater flowing through the cups 11, secondary currents are induced, the action of which causes coagulation of the components of the drains, which are carried away by them into the sump 5. The barrier 10 prevents the formation of a direct flow of treated wastewater, creating conditions for sedimentation in the collector 9. After the accumulation of treated effluents to the level of their output 7 from the sump 5, they are discharged according to the specified application (for example, into a closed water supply scheme). The sludge at pin 8 from drive 9 is recovered for recycling as it accumulates.

С помощью регулируемых задвижек (на чертежах не показаны, так как применяются по своему прямому назначению) на вводах 2 и 6 и выводах 7 и 8 подача стоков и отвод очищенной воды и шлама осуществляется в автоматическом режиме. Using adjustable valves (not shown in the drawings, as they are used for their intended purpose) at inlets 2 and 6 and conclusions 7 and 8, the effluent is supplied and the treated water and sludge are discharged automatically.

Эффективность предлагаемого проточного индукционного электрокоагулятора определяется конкретным исполнением по заданным условиям эксплуатации, в зависимости от электропроводоности очищенных стоков, числа фаз напряжения электропитания, числа индукторов электрокоагулятора и мощностью их обмоток. The effectiveness of the proposed flow-through induction electrocoagulator is determined by the specific design according to the specified operating conditions, depending on the electrical conductivity of the treated effluents, the number of phases of the supply voltage, the number of inductors of the electrocoagulator and the power of their windings.

Claims

Flowing induction electrocoagulator, comprising a housing with a bottom and a cover, a current lead, inductors with primary single-phase windings, located in the working volume of the electrocoagulator, characterized in that the inductors are made in the form of cups, coaxially placed in each other, while the primary windings of the inductors are made of insulated wire are interconnected in series and connected to one of the phases of a multiphase network.