RU2258041C2 - Galvanizing cone - Google Patents
Galvanizing cone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258041C2 RU2258041C2 RU2001128709/15A RU2001128709A RU2258041C2 RU 2258041 C2 RU2258041 C2 RU 2258041C2 RU 2001128709/15 A RU2001128709/15 A RU 2001128709/15A RU 2001128709 A RU2001128709 A RU 2001128709A RU 2258041 C2 RU2258041 C2 RU 2258041C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- housing
- air
- pipe
- inclination
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для обработки промышленных сточных вод и может быть использовано для обезвреживания стоков гальванических, металлургических, химических и других производств от различных загрязнений, например примесей: цветных и тяжелых металлов, галогенидов, цианидов, а также масляных и нефтяных примесей.The invention relates to a device for the treatment of industrial wastewater and can be used for the disposal of galvanic, metallurgical, chemical and other industries from various contaminants, for example, impurities: non-ferrous and heavy metals, halides, cyanides, as well as oil and oil impurities.
Известно устройство в виде вертикальной цилиндрической колонны с наполнителем, патрубками ввода и вывода стоков и воздуха. Корпус колонны жестко закреплен на платформе, установленной на опорах с возможностью совершения колебательных движений, платформа снабжена электродвигателем, на валу электродвигателя перпендикулярно его оси жестко закреплена штанга с размещенным на ней грузом [1].A device is known in the form of a vertical cylindrical column with a filler, nozzles for the input and output of drains and air. The column body is rigidly fixed on a platform mounted on supports with the possibility of oscillating movements, the platform is equipped with an electric motor, a rod with a load placed on it is rigidly fixed to the shaft of the electric motor perpendicular to its axis [1].
Как известно, для гальванохимической очистки промышленных сточных вод от вышеуказанных примесей применяется коагулятор, который содержит вращающийся корпус под углом, одна из стенок коагулятора выполнена съемной и перфорированной, загрузку в виде гальванического элемента, загрузочное устройство в виде распределительной трубы, нижняя часть которой установлена на расстоянии от стенки, противоположной съемной стенке, и снабжена ребрами, а верхняя часть закреплена на съемной стенке, разгрузочное устройство, привод, опоры, основание [2].As is known, for the galvanochemical treatment of industrial wastewater from the above impurities, a coagulator is used, which contains a rotating body at an angle, one of the coagulator walls is removable and perforated, a load in the form of a galvanic cell, a loading device in the form of a distribution pipe, the lower part of which is installed at a distance from the wall opposite the removable wall, and is equipped with ribs, and the upper part is fixed to the removable wall, the unloading device, drive, supports, base [2].
Гальванокоагулятор [2] является наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и принимается в качестве прототипа заявляемого устройства.The galvanocoagulator [2] is the closest to the claimed in the aggregate of essential features and is adopted as a prototype of the claimed device.
Необходимым условием для эффективного проведения процесса очистки сточных вод при использовании метода гальванохимической обработки является фактор перемешивания элементов гальванопары. В процессе перемешивания компонентов гальванопары, различающихся по своим физико-механическим параметрам, будет происходить расслоение компонентов гальванопары, что приведет к снижению очистки, т.к. эффект короткозамкнутой гальванопары наблюдается только в условиях непосредственного контакта элементов между собой. Этим обусловлено стремление не допустить расслоения компонентов наполнителя.A necessary condition for the efficient implementation of the wastewater treatment process using the galvanochemical treatment method is the mixing factor of the galvanic couple elements. During the mixing of the components of the galvanic pair, which differ in their physical and mechanical parameters, the stratification of the components of the galvanic pair will occur, which will lead to a decrease in cleaning, since the effect of a short-circuited galvanic pair is observed only in conditions of direct contact between the elements. This is due to the desire to prevent separation of the filler components.
Для оптимизации условий аэрации, обрабатываемого стока, необходимо стремиться к снижению диаметра пузырьков воздуха.To optimize the conditions of aeration, treated flow, it is necessary to strive to reduce the diameter of air bubbles.
Процесс очистки сточных вод методом гальванохимической обработки является массообменным, к существенным факторам, влияющим на его интенсивность (эффективность), относится характер гидродинамической обстановки на границе раздела фаз: гальванопары (твердая фаза)-обратываемый раствор (жидкая фаза).The process of wastewater treatment by the method of galvanochemical treatment is mass transfer, the significant factors affecting its intensity (efficiency) include the nature of the hydrodynamic situation at the interface: galvanic couples (solid phase) -reversible solution (liquid phase).
Одним из наиболее радикальных методов, позволяющих преодолевать лимитирующее воздействие диффузионного барьера, является создание нестационарной гидродинамической обстановки на границе раздела фаз, например, при помощи гидровзвешивания (псевдоожижения) гальванопары.One of the most radical methods to overcome the limiting effect of the diffusion barrier is the creation of an unsteady hydrodynamic situation at the phase boundary, for example, by means of hydraulic weighing (fluidization) of a galvanic couple.
Целью изобретения является снижение затрат и повышение эффективности очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов и анионов.The aim of the invention is to reduce costs and increase the efficiency of wastewater treatment from heavy metal cations and anions.
Технический результат в устройстве для очистки промышленных сточных вод достигается тем, что сточные воды взаимодействуют с компонентами гальванопары в поле гидровзвешивания, при вертикальных ее колебательных движениях, на пристенный боковой слой гальванопары накладываются боковые потоки воздуха, а на слой гальванопары в основании конуса - вертикальные потоки воздуха.The technical result in the device for treating industrial wastewater is achieved by the fact that the wastewater interacts with the components of the galvanic couple in the hydraulic weighing field, with its vertical oscillatory movements, lateral air flows are superimposed on the wall side layer of the galvanic couple, and vertical air flows on the galvanic couple layer in the base of the cone .
Отличительные от прототипа признаки заявляемого устройства: предлагается устройство идеального вытеснения, очистка практически не лимитирована; корпус устройства выполнен в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх; ограничительной решеткой, размещенной на верхнем торце конуса; диспергаторами воздуха в виде боковых диспергаторов, перфорированного ложного дна; разгрузочным днищем; подающей трубой с коническим раструбом, закрепленной в виде ребер жесткости, с тангенциальными направляющими; конус опирается на пружины и приводится в вертикальное движение виброприводом, выполненным в виде камеры со штоком, внутри которой над дебалансом расположены сухари, передающие только вертикальное колебательное движение конусу, направляющие, перемещающиеся внутри камеры, редуктора и мотора.Distinctive features of the prototype of the claimed device: a device for perfect displacement is proposed, the cleaning is practically unlimited; the body of the device is made in the form of a truncated cone, facing up with a large base; restrictive lattice located on the upper end of the cone; air dispersants in the form of lateral dispersants, perforated false bottom; unloading bottom; a feed pipe with a conical bell fixed in the form of stiffeners with tangential guides; the cone is supported by springs and is brought into vertical movement by a vibrodrive, made in the form of a chamber with a rod, inside of which crackers are located above the unbalance, transmitting only vertical oscillatory motion to the cone, guides moving inside the chamber, gearbox and motor.
Недостатком известного устройства являются:A disadvantage of the known device are:
1. Большая энергоемкость на вращение корпуса с гальванопарой, сложность привода для вращения корпуса под углом к горизонтальной плоскости, высокая трудоемкость при эксплуатации аппарата. В процессе работы этого устройства возникает нежелательная вибрация составных частей (редуктора), а также сильный шум, что осложняет процесс работы на устройстве.1. Large energy consumption for rotation of the housing with galvanic couple, the complexity of the drive to rotate the housing at an angle to the horizontal plane, high complexity during operation of the apparatus. In the process of operation of this device, unwanted vibration of the components (gearbox) occurs, as well as strong noise, which complicates the process of working on the device.
2. Установка имеет малую долю рабочего пространства в общем объеме аппарата, что снижает удельную производительность аппарата. Устройство сконструировано таким образом, что становится возможным агломерация гальванической пары и проскок очищаемой жидкости без контакта с дисперсионной насадкой, что существенно снижает эффективность массообменных и электрохимических процессов, протекаемых в устройстве. При максимальном заполнении наклонного барабана загрузкой снижается трение, контакт, так как отсутствуют условия для обрушения массы. Возможно заклинивание движения гальванопары и вообще прекращение процесса за счет гидравлического сопротивления.2. The installation has a small fraction of the working space in the total volume of the apparatus, which reduces the specific productivity of the apparatus. The device is designed in such a way that it becomes possible to agglomerate a galvanic pair and slip the cleaned liquid without contact with the dispersion nozzle, which significantly reduces the efficiency of mass transfer and electrochemical processes in the device. With the maximum filling of the inclined drum with the load, friction and contact are reduced, since there are no conditions for the collapse of the mass. It is possible to jam the movement of the galvanic couple and generally terminate the process due to hydraulic resistance.
3. Недостаточная эффективность очистки вследствие постепенной пассивации поверхности частиц наполнителя между моментами вращения последнего и образования отдельных струй потока очищаемых сточных вод в слое наполнителя за счет создания избыточного давления потока в распределительной трубе и разрыхления наполнителя.3. The lack of cleaning efficiency due to the gradual passivation of the surface of the filler particles between the moments of rotation of the latter and the formation of separate streams of the treated wastewater stream in the filler layer due to the creation of excess flow pressure in the distribution pipe and loosening of the filler.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где показан на фиг.1 гальванохимический конус с центральной подающей трубой с коническим раструбом и на фиг.2 гальванохимический конус с виброприводом.The invention is illustrated by drawings, which show in figure 1 a galvanic chemical cone with a Central feed pipe with a conical bell and figure 2 galvanic chemical cone with a vibrator.
Гальванохимический конус для очистки сточной воды, изображенный на фиг.1, состоит из конуса 1, центральной подающей трубы 2 с коническим раструбом 3, патрубка вывода стоков 4 с ограничительной решеткой 5, боковых диспергаторов воздуха 6, гальванопары из дисперсного материала 7, разгрузочного днища 8 для разгрузки гальванопары и ребер жесткости 9.The galvanochemical cone for wastewater treatment, shown in Fig. 1, consists of a
Гальванохимический конус для очистки сточной воды, изображенный на фиг.2, состоит из конуса 1, тангенциальной направляющей 10, патрубка вывода стоков 4 с ограничительной решеткой 5, гальванопары из дисперсного материала 7, разгрузочного днища 8 для разгрузки гальванопары, перфорированного ложного дна 11, опорных пружин 12, дебаланса (эксцентрика) 13, сухаря 14 с направляющим штоком 15, редуктора 16, мотора 17.The galvanochemical cone for wastewater treatment, shown in figure 2, consists of a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Раствор очищаемой жидкости подается в конус 1 под давлением через питающую трубу 2 с раструбом 3 (фиг.1), тангенциальной направляющей 10 (фиг.2), заполняя внутренний объем устройства для гальванохимической обработки, и взаимодействует с гальванопарой 7.The solution of the liquid being cleaned is fed into the
Через боковые диспергаторы воздуха 6 (фиг.1), под перфорированное ложное дно 11 (фиг.2), в систему подается воздух, благодаря чему усиливается эффект гальванохимической очистки раствора от содержащихся в нем примесей.Through the side air dispersers 6 (FIG. 1), under the perforated false bottom 11 (FIG. 2), air is supplied to the system, thereby enhancing the effect of galvanochemical cleaning of the solution from the impurities contained in it.
Под действием динамических воздействий потока сточной воды из подающей трубы с раструбом на гальванопару достигается ее разрыхление, гидровзвешивание, псевдоожижение и транспортировка вверх.Under the influence of the dynamic influences of the flow of wastewater from the feed pipe with the bell on the galvanic couple, its loosening, hydraulic weighing, fluidization and transportation upwards are achieved.
Необходимый расход воды для гидровзвешивания (псевдоожижения) тяжелого компонента гальванопары определяли по уравнению [3, 4]:The required water flow rate for hydraulic weighing (fluidization) of the heavy component of the galvanic couple was determined by the equation [3, 4]:
Qож=ωэкв·υст,Q aw = ω equiv · υst,
где Qож - расход жидкости, истекающей из трубы, м3/с,where Q aw - the flow rate of the fluid flowing from the pipe, m 3 / s,
υст - гидравлическая крупность при стесненном падении,υst - hydraulic size with a constrained fall,
ωэкв - эквивалентная площадь псевдоожижения в плоскости выхода жидкости из раструба с диаметром d1 и нижним основанием конуса dо и равнаω equiv - the equivalent area of fluidization in the plane of the fluid exit from the socket with a diameter of d 1 and the lower base of the cone d about and equal
ωэкв=π.d2 экв/4=π/4(dо+2ho/tg α/2)ω equiv = π.d 2 equiv / 4 = π / 4 (d о + 2h o / tg α / 2)
hо - расстояние плоскости раструба от дна аппарата (для беспрепятственного, без забутовки, выхода твердого из-под раструба),h about - the distance of the plane of the socket from the bottom of the apparatus (for unhindered, without obstruction, the exit of solid from under the socket),
tg α/2 - угол наклона конуса,tg α / 2 - the angle of inclination of the cone,
υсв - гидравлическая крупность при свободном падении для железа (ρм=ρFe=6000 кг/м3, dт=30 мм),υсв - hydraulic size at free fall for iron (ρ m = ρ Fe = 6000 kg / m 3 , dt = 30 mm),
υсв=2,07 м/с, с учетом стесненности потока при порозности ε=0,25υ sv = 2.07 m / s, taking into account the tightness of the flow with porosity ε = 0.25
υст=ε2,39·υсв.υst = ε 2,39 · υ communication.
Расстояние между дном аппарата и плоскостью конического раструба h должно быть больше величиныThe distance between the bottom of the apparatus and the plane of the conical socket h should be greater than
h>(4-6)(dx)мак,h> (4-6) (d x ) poppy ,
где (dx)мак - максимальный диаметр частиц компонент гальванопары, м.where (d x ) poppy is the maximum particle diameter of the components of the galvanic pair, m
Гидравлическое сопротивление слоя гальванопары в конусе определяется уравнением ΔР=(ρм-ρо).(1-ε)gH,The hydraulic resistance of the galvanic couple layer in the cone is determined by the equation ΔР = (ρ m -ρ о ). (1-ε) gH,
где ρм - плотность компоненты гальванопары (железа, алюминия),where ρ m is the density of the components of the galvanic pair (iron, aluminum),
ρ0 - плотность среды, равная, 1000 кг/м3,ρ 0 - density of the medium, equal to 1000 kg / m 3 ,
ε - порозность, равная 0,25,ε - porosity equal to 0.25,
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2,g - acceleration of gravity equal to 9.81 m / s 2 ,
Н - высота аппарата, м.N - apparatus height, m.
В расширяющейся части конуса скорость потока снижается и частицы гальванопары осаждаются на боковые стенки конуса, перемещаются вниз, контактируя друг с другом, при этом обновляется их поверхность.In the expanding part of the cone, the flow velocity decreases and galvanic pairs are deposited on the side walls of the cone, move downward, in contact with each other, and their surface is updated.
Угол наклона конуса выбран равным величине золотого сечения с коэффициентом К=2,618 и К=4,236, т.е. составляет угол 54° и 76° соответственно.The tilt angle of the cone is chosen equal to the value of the golden section with a coefficient of K = 2.618 and K = 4.236, i.e. makes an angle of 54 ° and 76 ° respectively.
Для исключения возможного скопления гальванопары на стенках через боковые диспергаторы подается воздух, который оттесняет пристеночную гальванопару, взрыхляет (выдавливает) гальванопару 7, перемещая ее книзу, вызывая разрушение возможных агломератов частиц насадки, одновременно также насыщает растворы мелкими пузырьками диспергированного воздуха и ускоряет электрохимические процессы.To eliminate the possible accumulation of the galvanic couple on the walls, air is supplied through the lateral dispersers, which displaces the wall galvanic couple, loosens (squeezes) the
Диспергатор 6 воздуха выполнен в виде перфорации в боковой стенке корпуса конуса, отверстия диспергатора воздуха выполнены с наклоном к горизонтальной плоскости основания корпуса под углом не менее 30° и не более 40° (фиг.1).The air dispersant 6 is made in the form of perforation in the side wall of the cone body, the holes of the air dispersant are made with an inclination to the horizontal plane of the base of the body at an angle of at least 30 ° and not more than 40 ° (Fig. 1).
Диспергатор 11 (фиг.2) выполнен в виде перфорированного ложного дна с отверстиями в шахматном порядке, которые наклонены от середины параллельно плоскости наклона стенок конуса.Dispersant 11 (figure 2) is made in the form of a perforated false bottom with staggered holes that are inclined from the middle parallel to the plane of inclination of the walls of the cone.
Под действием движущего потока по тангенциальной направляющей 11 гальванопара отклоняется к внутренней стенке конуса, который опирается на опорные пружины 12, а внизу расположено вибрационное устройство в виде камеры со штоком, внутри которой над дебалансом расположен сухарь, передающий вертикальное колебательное движение, направляющие, перемещающиеся внутри камеры и не передающие колебательное движение системе, редуктора и мотора.Under the influence of the moving flow along the
Под действием вибрационного устройства, закрепленного на крышке разгрузочного днища, представленного дебалансом 13, сухарем 14, направляющими со штоком 15, редуктором 16, мотором 17 конус приводится в вертикальное колебательное движение, которое передается массе гальванопары 7 и способствует контактированию компонентов гальванопары. За счет сухаря и направляющих со штоком, дебаланса (эксцентрика) конусу придается только вертикальное движение (вверх или вниз), при других положениях дебаланса перемещается только сухарь, который не может передать движение конусу. Вертикальное перемещение конуса гасится опорными пружинами 12.Under the influence of a vibration device mounted on the cover of the discharge bottom, represented by an
В результате таких перемещений и столкновений частиц гальванопары 7 происходит непрерывное обновление диффузионного пограничного слоя на поверхности частиц компонент гальванопары, благодаря чему увеличивается эффективность массообменных процессов между твердой и жидкой фазами и, следовательно, возрастает эффективность очистки.As a result of such movements and collisions of the particles of the
Очищенная вода вместе с гидроксидами металлов выводится из устройства через внутренний сливной патрубок 4 с ограничительной решеткой 5.Purified water together with metal hydroxides is discharged from the device through the
Главной действующей в устройстве силой является динамическое воздействие потока воды, возникающее при подаче раствора. Под действием потока гальванопара отбрасывается к стенке корпуса устройства, частицы контактируют между собой, раствор проходит гальванопары 7 и выносится со сливом. Подающая труба управляет движением гальванопары и тем самым обеспечивает высокую циркуляцию и препятствует отложению наносов в конусе. Такое сочетание эффективного распределения воздуха и его диспергирования, поддержание во взвешенном состоянии твердых частиц способствует эффективному удалению примесей.The main force acting in the device is the dynamic effect of the water flow that occurs when the solution is supplied. Under the action of the flow, the galvanic couple is thrown to the wall of the device body, the particles come into contact with each other, the solution passes through the
Загрузка гальванопары осуществляется сверху, после снятия решетки 5, а выгрузка через люк 8 с рукояткой после предварительного удаления перфорированного ложного дна 11 по специальным направляющим (на фиг.2 не показано).The loading of the galvanic couple is carried out from above, after removing the
Использование диспергаторов воздуха позволяет повысить эффективность процесса очистки, т.к. обеспечивает возможность проведения массообменных процессов гальванохимической очистки в присутствии кислорода.The use of air dispersants can improve the efficiency of the cleaning process, because provides the ability to conduct mass transfer processes of galvanochemical purification in the presence of oxygen.
Ввиду того что в заявленном устройстве подвижные механические элементы имеются в ограниченном количестве, энергозатраты при его эксплуатации минимальны. Предлагаемое техническое решение соответствует критериям промышленной применимости, новизны и изобретательского уровня.Due to the fact that in the claimed device movable mechanical elements are available in a limited amount, energy consumption during its operation is minimal. The proposed solution meets the criteria of industrial applicability, novelty and inventive step.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ 2130433 C1 6 C 02 F 9/00, 1/463. Опуб. 20.05.99 Бюл. №14.1. RF patent 2130433 C1 6 C 02 F 9/00, 1/463. Otub. 05/20/99 Bull.
2. Патент РФ 2074124 C1 6 С 02 F1/463. Коагулятор. Опуб. 27.02.97 Бюл. №6 (прототип).2. RF patent 2074124 C1 6 C 02 F1 / 463. Coagulator. Otub. 02/27/97 Bul. No. 6 (prototype).
3. Патент РФ 2057080 C1 6 С 02 F 1/463.Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления Опуб. 20.03.96 Бюл. №14.3. RF patent 2057080 C1 6 C 02
4. Кизевальтер Б.В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения. М.: Недра, 1979.4. Kizevalter B.V. Theoretical foundations of gravitational enrichment processes. M .: Nedra, 1979.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128709/15A RU2258041C2 (en) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | Galvanizing cone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128709/15A RU2258041C2 (en) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | Galvanizing cone |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001128709A RU2001128709A (en) | 2003-08-27 |
RU2258041C2 true RU2258041C2 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001128709/15A RU2258041C2 (en) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | Galvanizing cone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2258041C2 (en) |
-
2001
- 2001-10-25 RU RU2001128709/15A patent/RU2258041C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8168073B2 (en) | Waste concrete and aggregate reclaimer | |
US6174434B1 (en) | Three zone dissolved air floatation clarifier with fixed lamellae and improved paddle-and-ramp sludge removal system | |
US6315131B1 (en) | Multi-directional flow gravity Separator | |
AU2003200823B2 (en) | Self diluting feedwell including a vertical eduction mechanism and method of dilution employing same | |
AU2009246040A1 (en) | Apparatus and method for mechanical deaeration | |
AU615728B2 (en) | Settling vessel for an activated-sludge/sewage suspension | |
US6581783B2 (en) | Fine solids separator | |
RU2258041C2 (en) | Galvanizing cone | |
US3118834A (en) | Sewage treatment apparatus | |
EP4081486B1 (en) | Circular parallel plate grit remover | |
US3215276A (en) | Adjustable baffle grit chamber | |
JPH09501346A (en) | High-throughput, single-tank water purification system | |
Kuroda et al. | The fluidization backwash method of filter beds by air-water bubbly flow | |
US5779917A (en) | Process for separating fluids having different densities | |
US5792363A (en) | Method for removing solids from a contaminated liquid | |
RU2465944C2 (en) | Device to separate phases in water-oil mix and inclined settler | |
RU2172298C1 (en) | Apparatus for purifying electroplating chemical production waste waters | |
RU2213703C1 (en) | Device for galvanochemical treatment of sewage | |
RU2125970C1 (en) | Flotator for treatment of sewage | |
RU2051754C1 (en) | Centrifugal air-operated flotation machine | |
CN109351704A (en) | Material cleaning system boiling device | |
SU1147423A1 (en) | Pulp thickener | |
RU2296109C2 (en) | Device for galvano-chemical purification of waste water | |
JPH0555162B2 (en) | ||
JP2023171169A (en) | Floatation/separation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MZ4A | Patent is void |
Effective date: 20090716 |