RU2322394C1 - Device for processing drinking water - Google Patents
Device for processing drinking water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322394C1 RU2322394C1 RU2006136994/15A RU2006136994A RU2322394C1 RU 2322394 C1 RU2322394 C1 RU 2322394C1 RU 2006136994/15 A RU2006136994/15 A RU 2006136994/15A RU 2006136994 A RU2006136994 A RU 2006136994A RU 2322394 C1 RU2322394 C1 RU 2322394C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- anode
- output
- drinking water
- input
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к области прикладной электрохимии, в частности к устройствам для очистки, обеззараживания и кондиционирования питьевой воды, и может быть использовано во всех областях деятельности человека, в которых требуется применение и использование питьевой воды.The invention relates to the field of applied electrochemistry, in particular to devices for cleaning, disinfecting and conditioning drinking water, and can be used in all areas of human activity that require the use and use of drinking water.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В результате техногенной деятельности человека пресная вода многих поверхностных и подземных источников оказалась загрязненной вредными примесями. Кроме того, в воде увеличилось содержание ионов металлов, оказывающих токсическое действие на организм человека при любых, даже самых малых концентрациях, например Hg2+, Pb2+, Cd2+, а также возросли до вредных концентрации ионов, полезных только в микроколичествах, таких как Fe3+, Fe2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+ и др.As a result of man-made human activity, the fresh water of many surface and underground sources turned out to be contaminated with harmful impurities. In addition, the water increased the content of metal ions that have a toxic effect on the human body at any, even the smallest concentrations, for example, Hg 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ , and also increased to harmful concentrations of ions that are useful only in trace amounts, such as Fe 3+ , Fe 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , etc.
В этих условиях в процессах очистки питьевой воды одно из важнейших мест занимают стадии обработки, позволяющие перевести растворенные в воде примеси в нерастворимую форму с последующим удалением этих примесей. При этом необходимо создать условия, при которых возможна сорбция на частицах нерастворимых примесей других растворенных соединений и их совместное удаление.Under these conditions, one of the most important places in the processes of drinking water purification is the processing stage, which allows converting the impurities dissolved in water into an insoluble form with the subsequent removal of these impurities. In this case, it is necessary to create conditions under which sorption of insoluble impurities of other dissolved compounds on particles and their joint removal is possible.
На практике широкое распространение получили устройства, в которых для очистки воды и регулирования ее состава используются фильтрационные и сорбционные методы очистки [см. например, Л.А.Кульский и др. "Технология очистки природных вод", Киев, Высшая школа, 1981, стр.190-223, 358-370].In practice, devices are widely used in which filtration and sorption purification methods are used to purify water and regulate its composition [see for example, L. A. Kulsky and others. "Technology of purification of natural waters", Kiev, Higher School, 1981, pp. 190-223, 358-370].
Однако с помощью фильтрационных или сорбирующих устройств невозможно задержать все вредные вещества и сохранить полезные. Кроме того, концентрирование содержащихся в воде полезных или вредных веществ на поверхности фильтрующих мембран, в порах сорбента или на поверхности ионообменных материалов всегда приводит в первую очередь к задерживанию микроорганизмов, к ускоренному их размножению и усиленному выделению микробных токсинов в воду при одновременном резком снижении фильтрующей, сорбирующей или ионообменной способности активных элементов водоочистительного устройства.However, with the help of filtration or sorbing devices it is impossible to retain all the harmful substances and preserve the beneficial ones. In addition, the concentration of beneficial or harmful substances contained in water on the surface of filtering membranes, in the pores of the sorbent or on the surface of ion-exchange materials always always leads to the retention of microorganisms, to their accelerated reproduction and enhanced release of microbial toxins into the water, while the filtering sorbing or ion-exchange ability of the active elements of a water purification device.
Известны также устройства, реализующие методы очистки воды, основанные на вводе химических реагентов с целью перевода растворенных примесей в нерастворимое состояние [см. например, Л.А.Кульский и др. "Технология очистки природных вод", Киев, Высшая школа, 1981, стр.117-132]. Однако эксплуатация таких устройств сопряжена с большим расходом реагентов и необходимостью строго соблюдать правила техники безопасности. Кроме того, применение таких устройств требует дополнительных вложений труда, времени и материалов для тщательной доочистки воды, так как многие реагенты оказывают вредное влияние на организм человека.Also known devices that implement methods of water purification based on the introduction of chemical reagents in order to translate dissolved impurities into an insoluble state [see for example, L. A. Kulsky and others. "Technology of purification of natural waters", Kiev, Higher School, 1981, pp. 117-132]. However, the operation of such devices is associated with a high consumption of reagents and the need to strictly comply with safety regulations. In addition, the use of such devices requires additional investment of labor, time and materials for the thorough purification of water, since many reagents have a harmful effect on the human body.
В настоящее время в области водоподготовки широко применяются методы обработки воды, включающие стадии электрохимической обработки в электролизерах как с разделенным, так и с неразделенным межэлектродным пространством, позволяющие упростить процесс обработки, сократить число реагентов.Currently, water treatment methods are widely used in the field of water treatment, including the stages of electrochemical treatment in electrolyzers with both divided and non-separated interelectrode spaces, which simplify the processing process and reduce the number of reagents.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является установка, используемая для реализации способа очистки питьевой воды, содержащая основной и дополнительный диафрагменные электрохимические реакторы, электроды каждого из которых разделены мелкопористой диафрагмой на анодную и катодную камеры с входами и выходами, а также флотационный реактор для разделения газовой и жидкой фазы обработанного электролита с входом в средней части и выходами в верхней и нижней частях, причем на выводе в верхней части установлен регулировочный вентиль, каталитический реактор с входом в верхней и выходом в нижней частях, линию подачи исходной питьевой воды, линию отвода обработанной питьевой воды и линию вывода в дренаж [см. патент России №2149835, С02F 1/461, 1999, фиг.2].The closest in technical essence and the achieved result is the installation used to implement the drinking water purification method, containing the main and additional diaphragm electrochemical reactors, the electrodes of each of which are separated by a finely porous diaphragm into the anode and cathode chambers with inputs and outputs, as well as a flotation reactor for separation the gas and liquid phases of the treated electrolyte with an entrance in the middle part and exits in the upper and lower parts, and at the terminal in the upper part a bleed valve, a catalytic reactor with an entrance at the top and an exit at the bottom, a feed line for drinking drinking water, a drain line for treated drinking water and a drain line [see Russian patent No. 2149835, С02F 1/461, 1999, Fig.2].
Данная установка выбрана в качестве прототипа.This installation is selected as a prototype.
В установке по прототипу линия подачи исходной воды соединена с входом анодной камеры основного электрохимического реактора. Выход анодной камеры реактора последовательно соединен с электрокинетическим реактором и каталитическим реактором, после чего обрабатываемая вода подается в катодную камеру дополнительного реактора. Выход катодной камеры дополнительного реактора соединен с входом во флотационный реактор. Вывод обработанной воды целевого продукта осуществляется из нижнего слива флотационного реактора, причем на линии вывода установлен электрокинетический реактор. Верхний слив флотационного реактора подается в циркуляционный контур, который объединяет катодную камеру основного и анодную камеру дополнительного реакторов, и линия вывода в дренаж соединена с этим циркуляционным контуром.In the installation of the prototype, the feed water supply line is connected to the input of the anode chamber of the main electrochemical reactor. The output of the anode chamber of the reactor is connected in series with the electrokinetic reactor and the catalytic reactor, after which the treated water is supplied to the cathode chamber of the additional reactor. The output of the cathode chamber of the additional reactor is connected to the entrance to the flotation reactor. The output of the treated water of the target product is carried out from the bottom discharge of the flotation reactor, and an electrokinetic reactor is installed on the output line. The upper discharge of the flotation reactor is fed into the circulation circuit, which combines the cathode chamber of the main and the anode chamber of the additional reactors, and the drainage line is connected to this circulation circuit.
Обрабатываемая вода поступает в анодную камеру, в которой окисляются растворенные примеси, причем процесс окисления продолжается и в электрокаталитической емкости. В каталитическом реакторе удаляется остаточный хлор, и вода поступает в катодную камеру, после которой поступает во флотационный реактор. При обработке в катодной камере рН обрабатываемой воды повышается, растворенные в воде соли металлов переходят в нерастворимое состояние. Во флотационном реакторе за счет флотации выделившимся в катодной камере водородом осуществляется удаление нерастворимых примесей. Обработка осуществляется при однократном протоке обрабатываемой воды снизу вверх через анодную, а затем снизу вверх через катодную камеру.The treated water enters the anode chamber, in which dissolved impurities are oxidized, and the oxidation process continues in the electrocatalytic tank. Residual chlorine is removed in the catalytic reactor, and water enters the cathode chamber, after which it enters the flotation reactor. When processed in a cathode chamber, the pH of the treated water rises, the metal salts dissolved in water turn into an insoluble state. In a flotation reactor, due to flotation of hydrogen released in the cathode chamber, insoluble impurities are removed. Processing is carried out with a single flow of treated water from the bottom up through the anode, and then from the bottom up through the cathode chamber.
Известное решение обеспечивает сравнительно высокую степень очистки.The known solution provides a relatively high degree of purification.
Недостатком известного решения является сложность установки, ее сравнительно большая материалоемкость, так как установка включает значительное количество вспомогательных элементов. Кроме того, в известной установке не возможно достигнуть более высокой биологической ценности обработанной воды, так как при обработке в катодной камере значительная часть энергии затрачивается на нейтрализацию рН после обработки в анодной камере.A disadvantage of the known solution is the complexity of the installation, its relatively large material consumption, since the installation includes a significant number of auxiliary elements. In addition, in the known installation it is not possible to achieve a higher biological value of the treated water, since when processing in the cathode chamber, a significant part of the energy is spent on neutralizing the pH after treatment in the anode chamber.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом использования настоящего изобретения является повышение степени очистки воды от микроорганизмов, упрощение установки, повышение биологической ценности получаемой в результате процесса очистки питьевой воды.The technical result of using the present invention is to increase the degree of purification of water from microorganisms, simplify installation, increase the biological value obtained as a result of the drinking water purification process.
Указанный результат достигается тем, что в установке для обработки питьевой воды, содержащей основной и дополнительный диафрагменные электрохимические реакторы, электроды каждого из которых разделены мелкопористой диафрагмой на анодную и катодную камеры с входами и выходами, флотационный реактор для разделения газовой и жидкой фазы обработанного электролита с входом в средней части и выходами в верхней и нижней частях, причем на выходе в верхней части флотационного реактора установлен регулировочный вентиль, каталитический реактор с входом в верхней и выходом в нижней частях, линию подачи исходной питьевой воды, линию отвода обработанной питьевой воды и линию вывода в дренаж, основной и дополнительный электрохимические реакторы выполнены с входами в анодную и катодную камеры и соответственно выходами из анодной и катодной камер, расположенными на противоположных концах реакторов для обеспечения противотока обрабатываемой воды в анодных и катодных камерах. Линия подачи исходной питьевой воды соединена с входом анодной камеры основного реактора, а выход анодной камеры основного реактора соединен с входом анодной камеры дополнительного реактора. Выход анодной камеры дополнительного реактора соединен с входом флотационного реактора, причем нижний выход флотационного реактора соединен с входом каталитического реактора. Выход каталитического реактора соединен с входом катодной камеры дополнительного реактора и линия вывода обработанной питьевой воды соединена с выходом катодной камеры дополнительного реактора. Выход верхней части флотационного реактора соединен с входом катодной камеры основного электрохимического реактора, линия вывода в дренаж соединена с выходом катодной камеры основного реактора и установка дополнительно содержит датчик протока, установленный на линии подачи исходной питьевой воды перед входом в анодную камеру.This result is achieved by the fact that in the installation for the treatment of drinking water containing the main and additional diaphragm electrochemical reactors, the electrodes of each of which are separated by a finely porous diaphragm into the anode and cathode chambers with inputs and outputs, a flotation reactor for separating the gas and liquid phases of the treated electrolyte with an input in the middle part and exits in the upper and lower parts, and at the outlet in the upper part of the flotation reactor a control valve, a catalytic reactor are installed the entrance to the upper and the lower parts, the supply line of the source of drinking water, the drainage line of the treated drinking water and the drainage line, the main and additional electrochemical reactors are made with entrances to the anode and cathode chambers and, respectively, exits from the anode and cathode chambers located on opposite ends of the reactors to provide countercurrent of the treated water in the anode and cathode chambers. The supply line of the source of drinking water is connected to the input of the anode chamber of the main reactor, and the output of the anode chamber of the main reactor is connected to the input of the anode chamber of the additional reactor. The output of the anode chamber of the additional reactor is connected to the input of the flotation reactor, and the lower output of the flotation reactor is connected to the input of the catalytic reactor. The output of the catalytic reactor is connected to the input of the cathode chamber of the additional reactor and the output line of the treated drinking water is connected to the output of the cathode chamber of the additional reactor. The output of the upper part of the flotation reactor is connected to the input of the cathode chamber of the main electrochemical reactor, the drainage line is connected to the output of the cathode chamber of the main reactor, and the installation additionally contains a flow sensor installed on the supply line of the source of drinking water before entering the anode chamber.
Электрохимические реакторы установки для обработки питьевой воды целесообразно выполнять из одной электрохимической ячейки, содержащей цилиндрические, коаксиально установленные электроды, пространство между которыми разделено коаксиальной мелкопористой диафрагмой из керамики на основе модифицированного оксида циркония.It is advisable to carry out the electrochemical reactors of the drinking water treatment plant from one electrochemical cell containing cylindrical, coaxially mounted electrodes, the space between which is separated by a coaxial finely porous ceramic diaphragm based on modified zirconia.
Соединение узлов установки в гидравлическую схему по изобретению позволяет обеспечить достижение указанного результата.The connection of the installation nodes in the hydraulic circuit according to the invention allows to achieve the specified result.
Использование противотока в электродных камерах позволяет повысить эффективность электромиграционного массопереноса через диафрагму за счет уменьшения разности значений рН в катодной и анодной камерах по всей их длине, а следовательно, уменьшения градиента изменения рН в пористой массе диафрагмы в различных поперечных сечениях электродных камер - в середине, начальном и конечном их участках.The use of a countercurrent in the electrode chambers makes it possible to increase the efficiency of electromigration mass transfer through the diaphragm by reducing the difference in pH values in the cathode and anode chambers along their entire length, and therefore, decreasing the pH gradient in the porous mass of the diaphragm in different cross sections of the electrode chambers - in the middle, initial and their final sites.
То, что исходная вода проходит последовательно обработку в анодных камерах основного и дополнительного электрохимических реакторов и сразу поступает во флотационный реактор, позволяет повысить степень очистки от органических примесей. Во флотационном реакторе из воды удаляются газообразные продукты анодного синтеза (озон, кислород, хлор). Также с частью анодно обработанной воды удаляются скоагулировавшие окисленные органические соединения, частички или молекулы которых прилипают к всплывающим пузырькам газа. Кроме того, за счет пребывания во флотацинном реакторе увеличивается время контакта окислителей с исходной водой, что также ведет к повышению степени очистки. Таким образом, при упрощении установки за счет исключения дополнительной емкости, достигается боле высокая степень очистки.The fact that the source water is sequentially processed in the anode chambers of the primary and secondary electrochemical reactors and immediately enters the flotation reactor allows to increase the degree of purification from organic impurities. In a flotation reactor, gaseous products of anodic synthesis (ozone, oxygen, chlorine) are removed from the water. Also, coagulated oxidized organic compounds, particles or molecules of which adhere to the pop-up gas bubbles, are removed with part of the anodically treated water. In addition, due to the stay in the flotacin reactor, the contact time of oxidizing agents with the source water increases, which also leads to an increase in the degree of purification. Thus, while simplifying installation by eliminating additional capacity, a higher degree of purification is achieved.
Затем очищенная вода из флотационного реактора поступает в каталитический реактор, где из нее удаляются хлоркислородные неорганические соединения (хлорноватистая кислота, гипохлорит-ионы), образовавшиеся при анодной обработке из хлоридов, содержащихся в воде. Также из этой воды удаляется остаточное количество органических соединений, которые в результате предшествующей анодной обработки обретают способность к более полной адсорбции на материале каталитического реактора. В качестве катализатора может быть использован любой материал, обеспечивающий удаление из обработанной воды соединений активного хлора, в частности углеродсодержащий материал. При этом реактор работает в условиях, препятствующих накоплению микроорганизмов, а также подавляется их способность к размножению на адсорбированных из воды веществах, поскольку в воде после анодной обработки присутствуют мощные гидропероксидные оксиданты. Затем вода, освобожденная от остатков органических веществ и хлоркислородных соединений, поступает в катодную камеру дополнительного реактора, где насыщается антиоксидантами и приобретает биологически активные свойства.Then the purified water from the flotation reactor enters the catalytic reactor, where inorganic chlorine-oxygen compounds (hypochlorous acid, hypochlorite ions) formed during the anodic treatment from chlorides contained in water are removed from it. Also, the residual amount of organic compounds is removed from this water, which, as a result of the previous anode treatment, acquire the ability to more fully adsorb on the material of the catalytic reactor. As the catalyst, any material can be used that ensures removal of active chlorine compounds from treated water, in particular, carbon-containing material. At the same time, the reactor operates under conditions that prevent the accumulation of microorganisms, and their ability to multiply on substances adsorbed from water is also suppressed, since powerful hydroperoxide oxidants are present in the water after anode treatment. Then, the water freed from residues of organic substances and chlorine-oxygen compounds enters the cathode chamber of an additional reactor, where it is saturated with antioxidants and acquires biologically active properties.
Подача в катодную камеру основного реактора верхнего слива из флотационного реактора позволяет сократить расход энергии за счет увеличения электропроводности среды, протекающей через катодную камеру, а также удалить из воды дополнительное количество ионов тяжелых металлов за счет их электромиграционного переноса из анодной камеры основного реактора в катодную.The supply of the top drain from the flotation reactor to the cathode chamber of the main reactor allows one to reduce energy consumption by increasing the electrical conductivity of the medium flowing through the cathode chamber, as well as to remove additional heavy metal ions from water due to their electromigration transfer from the anode chamber of the main reactor to the cathode.
Обработку целесообразно осуществлять с использованием электрохимических реакторов с цилиндрическими коаксиальными электродами и коаксиальной диафрагмой из керамики на основе оксида циркония, что позволяет обеспечить оптимальный гидравлический режим и эффективно регулировать электромиграционный перенос ионов через диафрагму электрохимического реактора. Материал диафрагмы позволяет сохранять стабильность физико-химических и фильтрационных ее характеристик.It is advisable to carry out the processing using electrochemical reactors with cylindrical coaxial electrodes and a coaxial diaphragm made of zirconium-based ceramic, which allows for an optimal hydraulic regime and efficiently regulate the electromigration transfer of ions through the diaphragm of the electrochemical reactor. The material of the diaphragm allows you to maintain the stability of its physico-chemical and filtration characteristics.
Схема установки представлена на чертеже.The installation diagram is presented in the drawing.
Установка для обработки питьевой воды содержит основной диафрагменный проточный электрохимический реактор 1, представляющий собой единичный диафрагменный проточный электрохимический модульный элемент. Анодная 2 и катодная 3 камеры реактора 1 имеют входы соответственно в нижней и верхней частях реактора 1, и выходы соответственно в верхней и нижней частях реактора 1.Installation for the treatment of drinking water contains the main diaphragm flow-through electrochemical reactor 1, which is a single diaphragm flow-through electrochemical modular element. The anode 2 and cathode 3 chambers of the reactor 1 have inputs respectively in the lower and upper parts of the reactor 1, and outputs respectively in the upper and lower parts of the reactor 1.
Установка содержит дополнительный реактор 4 с анодной 5 и катодной 6 камерами, входы и выходы которых расположены в реакторе 4 так же, как в реакторе 1.The installation contains an additional reactor 4 with anode 5 and cathode 6 chambers, the inputs and outputs of which are located in reactor 4 in the same way as in reactor 1.
Установка содержит флотационный реактор 7, каталитический реактор 8, линию подачи обрабатываемой воды 9, датчик протока 10, линию вывода в дренаж 11 и линию вывода обрабатываемой воды 12.The installation comprises a flotation reactor 7, a catalytic reactor 8, a feed line for treated water 9, a flow sensor 10, an outlet line to the drain 11 and an outlet line for the treated water 12.
Регулировочный вентиль 13 установлен на линии вывода из верхней части флотационного реактора 7.The control valve 13 is installed on the output line from the top of the flotation reactor 7.
Выход анодной 2 камеры реактора 1 соединен с входом анодной камеры 5 реактора 4, а выход анодной камеры 5 соединен с входом флотационного реактора 7. Из верхней части флотационного реактора 7 через регулирующий вентиль 13 выводится часть обработанной среды и шлам, которые поступают в катодную камеру реактора 1 и далее по линии 11 в дренаж. Из нижней части флотационного реактора 7 очищенная вода поступает в емкость каталитического реактора 8, заполненную катализатором, обладающим высокой активностью по разрушению соединений активного хлора, например углеродсодержащего материала.The output of the anode 2 of the reactor chamber 1 is connected to the input of the anode chamber 5 of the reactor 4, and the output of the anode chamber 5 is connected to the input of the flotation reactor 7. From the upper part of the flotation reactor 7, a part of the treated medium and sludge are delivered to the cathode chamber of the reactor 1 and further along line 11 into the drainage. From the bottom of the flotation reactor 7, purified water enters the capacity of the catalytic reactor 8, filled with a catalyst having high activity for the destruction of compounds of active chlorine, for example, carbon-containing material.
Выход каталитического реактора 8 соединен с входом катодной камеры 6 реактора 4. Выход катодной камеры 6 реактора 4 соединен с линией 12 вывода обрабатываемой воды.The output of the catalytic reactor 8 is connected to the input of the cathode chamber 6 of the reactor 4. The output of the cathode chamber 6 of the reactor 4 is connected to the output water line 12.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Вода, подлежащая обработке и имеющая повышенное значение рН, по линии 9 последовательно проходит анодные камеры 2 и 5 реакторов 1 и 4 установки, где проходит предварительную обработку и поступает во флотационный реактор 7.The water to be treated and having a high pH value passes through the line 9 sequentially the anode chambers 2 and 5 of the reactors 1 and 4 of the installation, where it is pretreated and enters the flotation reactor 7.
В анодных камерах 2 и 5 окисляются и коагулируют органические примеси, уменьшается величина рН воды, а во флотационном реакторе 7 из воды удаляются газообразные продукты анодного синтеза (озон, кислород, хлор) и скоагулировавшие окисленные органические соединения, частички или молекулы которых прилипают к всплывающим пузырькам газа.Organic impurities are oxidized and coagulated in the anode chambers 2 and 5, the pH of the water decreases, and in the flotation reactor 7 the gaseous anode synthesis products (ozone, oxygen, chlorine) and coagulated oxidized organic compounds, particles or molecules of which adhere to the pop-up bubbles, are removed gas.
Затем очищаемая вода из флотационного реактора 7 поступает в каталитический реактор 8, где из нее удаляются хлоркислородные неорганические соединения (хлорноватистая кислота, гипохлорит-ионы), образовавшиеся при анодной обработке из хлоридов, содержащихся в воде. Также из этой воды удаляется остаточное количество органических соединений, которые в результате предшествующей анодной обработки и пребывании во флотационном реакторе 7 обретают способность к более полной адсорбции на материале каталитического реактора 8.Then, the purified water from the flotation reactor 7 enters the catalytic reactor 8, where chlorine-oxygen inorganic compounds (hypochlorous acid, hypochlorite ions) formed during the anodic treatment from chlorides contained in water are removed from it. Also, the residual amount of organic compounds is removed from this water, which, as a result of the previous anode treatment and stay in the flotation reactor 7, acquire the ability to more fully adsorb on the material of the catalytic reactor 8.
Затем вода, освобожденная от остатков органических веществ и хлоркислородных соединений, проходит одну катодную камеру 6 реактора 4. За счет обработки в катодной камере незначительно увеличивается рН воды, и она приобретает биологически активные свойства.Then, water freed from residues of organic substances and chlorine-oxygen compounds passes through one cathode chamber 6 of reactor 4. Due to processing in the cathode chamber, the pH of the water slightly increases and it acquires biologically active properties.
По линии 12 обработанная вода подается потребителю.On line 12, the treated water is supplied to the consumer.
Верхний слив флотационного реактора 7, объем которого регулируется вентилем 13, подается в катодную камеру 3 реактора 1, из которой по линии 11 выводится в дренаж вместе с некоторым количеством ионов тяжелых металлов, удаленных из анодной камеры основного реактора через диафрагму в его катодную камеру за счет электромиграционного переноса.The upper discharge of flotation reactor 7, the volume of which is controlled by valve 13, is fed into the cathode chamber 3 of reactor 1, from which it is discharged along line 11 into the drainage along with a certain amount of heavy metal ions removed from the anode chamber of the main reactor through the diaphragm into its cathode chamber due to electromigration transfer.
Варианты конкретного осуществленияOptions for specific implementation
Изобретение иллюстрируется следующим примером, который, однако, не исчерпывает всех возможных вариантов осуществления способа.The invention is illustrated by the following example, which, however, does not exhaust all possible embodiments of the method.
В примере использовались электрохимические реакторы, состоящие из электрохимической ячейки по патенту РФ №2078737 с коаксиально установленными цилиндрическим и стрежневым электродами и коаксиально же установленной между ними керамической ультрафильтрационной диафрагмой из керамики на основе смеси оксидов циркония, алюминия и иттрия (соответственно 60, 37 и 3 мас.%) и толщиной 0,7 мм. Длина ячейки составляла 200 мм, а объемы электродных камер составляют 10 мл - катодной камеры и 7 мл анодной. В качества анодов в ячейках использовались титановые электроды с оксидным покрытием. Целесообразно использовать такие покрытия анодов, которые в меньшей степени генерируют активный хлор и в большей - гидропероксидные оксиданты (перекись водорода, озон, синглетный кислород), например покрытия, содержащие оксиды иридия. В этом случае вода будет иметь более свежий вкус, и, кроме того, сокращаются затраты на удаление хлоркислородных оксидантов.In the example, we used electrochemical reactors consisting of an electrochemical cell according to RF patent No. 2078737 with coaxially mounted cylindrical and rod electrodes and a ceramic ultrafiltration diaphragm made of ceramic coaxially installed between them based on a mixture of zirconium, aluminum and yttrium oxides (respectively 60, 37 and 3 wt. .%) and a thickness of 0.7 mm. The cell length was 200 mm, and the volumes of the electrode chambers were 10 ml of the cathode chamber and 7 ml of the anode chamber. As the anodes in the cells, titanium oxide coated electrodes were used. It is advisable to use anode coatings that generate less active chlorine and, to a greater extent, hydroperoxide oxidants (hydrogen peroxide, ozone, singlet oxygen), for example, coatings containing iridium oxides. In this case, the water will have a fresher taste, and in addition, the cost of removing chlorine-oxygen oxidants is reduced.
Пример. Исходная вода, содержащая 100000±10000 микробных клеток в 1 мл, органические вредные вещества (фенолы, гербициды, ПАВ) в количестве 2,6±0,3 мг/л, соединения тяжелых металлов (CuCl2, AgNO3) в количестве 0,6 мг/л, подвергалась очистке в соответствии со схемой установки, изображенной на чертеже. Степень очистки от микробов составила 99,9995%, от органических веществ - 98%, от ионов тяжелых металлов 99%. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) исходной воды, измеренный платиновым электродом относительно хлорсеребряного электрода сравнения, был равен +180 мВ, величина рН составляла 9,5 ед. рН. Очищенная в установке вода имела следующие параметры: ОВП=-220 мВ, рН=7,2. При обработке такой же воды в устройстве, осуществляющем способ по прототипу, степень очистки от загрязнений составила соответственно 99, 97%, 95% и 96%. Параметры очищенной в установке -прототипе воды были следующими: ОВП=-131 мВ, рН=9,1.Example. Source water containing 100,000 ± 10,000 microbial cells in 1 ml, organic harmful substances (phenols, herbicides, surfactants) in an amount of 2.6 ± 0.3 mg / l, heavy metal compounds (CuCl 2 , AgNO 3 ) in an amount of 0, 6 mg / l, was cleaned in accordance with the installation diagram shown in the drawing. The degree of purification from microbes was 99.9995%, from organic substances - 98%, from heavy metal ions 99%. The redox potential (ORP) of the source water, measured by a platinum electrode relative to the silver chloride reference electrode, was +180 mV, the pH was 9.5 units. pH The water purified in the installation had the following parameters: ORP = -220 mV, pH = 7.2. When processing the same water in a device that implements the prototype method, the degree of purification from pollution was 99, 97%, 95% and 96%, respectively. The parameters of the water purified in the prototype plant were as follows: ORP = -131 mV, pH = 9.1.
Как следует из представленных данных, реализация способа по изобретению по сравнению с прототипом позволяет более эффективно проводить очистку воды с повышенным значением рН от микроорганизмов, упростить установку и повысить биологическую ценность получаемой в результате процесса очистки питьевой воды за счет нормализации рН при одновременном достижении низкого значения окислительно-восстановительного потенциала воды, определяющего ее антиоксидантные свойства.As follows from the presented data, the implementation of the method according to the invention in comparison with the prototype allows for more efficient purification of water with an increased pH value from microorganisms, simplifies installation and increases the biological value of the resulting drinking water purification process by normalizing the pH while achieving a low oxidative value - the restoration potential of water, which determines its antioxidant properties.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
По сравнению с известным техническим решением изобретение позволяет эффективно повысить степень очистки воды от взвешенных примесей и органических соединений. Кроме того, использование изобретения позволяет упростить установки, исключить дополнительные функциональные узлы и повысить потребительские качества получаемой воды за счет коррекции рН в сторону снижения при одновременном снижении ее окислительно-восстановительного потенциала.Compared with the known technical solution, the invention can effectively increase the degree of purification of water from suspended impurities and organic compounds. In addition, the use of the invention allows to simplify the installation, to exclude additional functional units and to improve the consumer qualities of the water obtained by adjusting the pH to the down side while reducing its redox potential.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006136994/15A RU2322394C1 (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Device for processing drinking water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006136994/15A RU2322394C1 (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Device for processing drinking water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2322394C1 true RU2322394C1 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=39453992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006136994/15A RU2322394C1 (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Device for processing drinking water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2322394C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544375C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Compound of antioxidant composition for drinking water quality improvement |
| CN104591471A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 宋斌英 | Ternary electrolytic sewage treatment combined process |
| RU179742U1 (en) * | 2017-12-04 | 2018-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквалид-С" | DRINKING WATER TREATMENT PLANT |
| EP4091992A1 (en) | 2021-05-19 | 2022-11-23 | Blue Safety GmbH | Method for purification of water and water purification system |
-
2006
- 2006-10-19 RU RU2006136994/15A patent/RU2322394C1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544375C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Compound of antioxidant composition for drinking water quality improvement |
| CN104591471A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 宋斌英 | Ternary electrolytic sewage treatment combined process |
| RU179742U1 (en) * | 2017-12-04 | 2018-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквалид-С" | DRINKING WATER TREATMENT PLANT |
| EP4091992A1 (en) | 2021-05-19 | 2022-11-23 | Blue Safety GmbH | Method for purification of water and water purification system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2064440C1 (en) | Method of treating water | |
| RU2119802C1 (en) | Device for performing electrochemical treatment of liquid media | |
| JP5881727B2 (en) | Carbon bed electrolyzer for waste liquid treatment and its process | |
| DE19530086C2 (en) | Process for the physical-chemical process water treatment of surface and waste water | |
| US20160167985A1 (en) | Method for treating wastewater and device for carrying out said method | |
| GB2515324A (en) | Electrolytic advance oxidation processes to treat wastewater, brackish and saline water without hydrogen evolution | |
| RU2322394C1 (en) | Device for processing drinking water | |
| KR100319022B1 (en) | Wastewater Treatment System Using Electrolytic Injury Method | |
| JP4865651B2 (en) | Wastewater treatment method and apparatus | |
| WO2014165998A1 (en) | Treatment of a waste stream through production and utilization of oxyhydrogen gas | |
| CN107244729B (en) | Method for controlling generation of halogen-containing by-products in drinking water treatment | |
| RU156246U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF LIQUID MEDIA | |
| RU2322395C1 (en) | Device for processing drinking water | |
| JP3982500B2 (en) | Method and apparatus for treating wastewater containing organic compounds | |
| JP2012024711A (en) | Electrochemical accelerated oxidation treatment apparatus for generating oh radical and ozone, treatment method of the same, and liquid purification apparatus using the same | |
| CN212127829U (en) | Reverse osmosis concentrate electrolytic recovery device | |
| RU48970U1 (en) | DRINKING WATER TREATMENT PLANT | |
| RU2088539C1 (en) | Apparatus for producing detergent and disinfecting solutions | |
| KR100490561B1 (en) | Water purifier having sterilizer using electrolysis | |
| KR101914027B1 (en) | Method for electrochemical water treatment using carbon electrodes and system thereof | |
| JPH07256297A (en) | Purification treatment of livestock excretion | |
| JPH1110160A (en) | Method for treating water by electrolytic oxidation | |
| RU2305071C2 (en) | Electrochemical method and the device of the continuous operation used for the water purification | |
| RU2056364C1 (en) | Installation for electrochemical treatment of water | |
| CN105692974B (en) | A kind of water purification machine |