RU2398741C1 - Device for electrolytic treatment of liquid - Google Patents

Device for electrolytic treatment of liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2398741C1
RU2398741C1 RU2009115984/15A RU2009115984A RU2398741C1 RU 2398741 C1 RU2398741 C1 RU 2398741C1 RU 2009115984/15 A RU2009115984/15 A RU 2009115984/15A RU 2009115984 A RU2009115984 A RU 2009115984A RU 2398741 C1 RU2398741 C1 RU 2398741C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
inserts
liquid
holes
cylindrical
Prior art date
Application number
RU2009115984/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Егорович Зяблицев (RU)
Владимир Егорович Зяблицев
Екатерина Владимировна Зяблицева (RU)
Екатерина Владимировна Зяблицева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет
Priority to RU2009115984/15A priority Critical patent/RU2398741C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2398741C1 publication Critical patent/RU2398741C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to nature conservation and can be used in purifying water from poisonous and dangerous insoluble and partially soluble organic compounds. The device for electrolytic treatment of liquid has a cylindrical housing with an outlet nozzle connected to the positive terminal of a direct current source, and a cylindrical flow cathode coaxially placed inside the housing and connected to a liquid inlet nozzle. The said cathode has holes in which there are inserts made from electrically insulating material. The device is fitted with a liquid disperser with an inlet and an outlet nozzle connected with the nozzle for inlet of liquid into the cathode on whose surface there are holes on a helical generatrix and inserts in the holes protrude towards the housing of the device and have a longitudinal channel which connects the inside of the cathode to the inside of the device. The part of the inserts which protrudes from the holes spreads out in the vertical plane towards the liquid inlet nozzle and is turned in the horizontal plane about the lateral surface of the cathode.
EFFECT: less expenses on purifying liquid due to higher efficiency of the device; higher output of the device; higher degree of decomposition of insoluble and partially soluble poisonous and dangerous organic compounds to obtain environmentally safe and biologically active compounds.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области охраны природы, в частности к устройствам, используемым при уничтожении и обезвреживании ядовитых и опасных органических веществ, и может найти применение при очистке сточных вод от ядовитых и опасных нерастворимых и малорастворимых органических соединений, а также в процессах деструкции и переработки ядохимикатов и продуктов их частичного окисления с получением экологически безопасных и биологически активных веществ.The invention relates to the field of nature conservation, in particular to devices used in the destruction and disposal of toxic and dangerous organic substances, and can be used in wastewater treatment from toxic and dangerous insoluble and sparingly soluble organic compounds, as well as in the processes of destruction and processing of toxic chemicals and products of their partial oxidation to produce environmentally friendly and biologically active substances.

Известно устройство для электролитической обработки жидкости, состоящее из цилиндрического корпуса и размещенного внутри него полого цилиндрического электрода, подключенных к разноименным полюсам источника тока и оснащенных патрубками ввода и вывода (Заявка Японии «Устройство для электролитической обработки жидкости», №46-16254, С02С 5/00, 1977).A device for electrolytic processing of liquid, consisting of a cylindrical body and a hollow cylindrical electrode placed inside it, connected to opposite poles of the current source and equipped with input and output nozzles (Japanese Application "Device for electrolytic liquid processing", No. 46-16254, C02C 5 / 00, 1977).

Известно устройство для электролитической обработки жидкости, состоящее из цилиндрического корпуса с патрубком вывода и коаксиально расположенного внутри корпуса цилиндрического проточного катода, оснащенного патрубком ввода жидкости, на боковой поверхности которого имеются отверстия с соосно закрепленными в них направляющими жидкости в виде металлических вставок со скошенной поверхностью (А.с. 1619655, СССР, А1 C02F 1/46, 1990, «Устройство для электролитической обработки жидкости»).A device is known for electrolytic processing of a liquid, consisting of a cylindrical body with an outlet pipe and coaxially located inside the body of a cylindrical flow cathode equipped with a liquid inlet pipe, on the side surface of which there are holes with liquid guides coaxially mounted in them in the form of metal inserts with a beveled surface (A S. 1619655, USSR, A1 C02F 1/46, 1990, “Device for the electrolytic treatment of liquids”).

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для электролитической обработки жидкости (А.с. 1353742, СССР, А1 C02F 1/46, БИ №43 «Устройство для электролитической обработки жидкости»). Это устройство имеет то же назначение, что и заявляемое. Оно состоит из цилиндрического корпуса с патрубком вывода и коаксиально расположенного внутри корпуса цилиндрического проточного катода, оснащенного патрубком ввода, при этом поверхность катода покрыта слоем диэлектрика и в ней имеются отверстия, внутри которых соосно этим отверстиям размещены направляющие потока жидкости, выполненные в виде вставок из неэлектропроводного материала с возможностью перемещения.Closest to the claimed device is a device for electrolytic liquid treatment (A.S. 1353742, USSR, A1 C02F 1/46, BI No. 43 "Device for electrolytic liquid processing"). This device has the same purpose as the claimed. It consists of a cylindrical body with an outlet pipe and a cylindrical flow-through cathode coaxially located inside the case, equipped with an input pipe, and the cathode surface is covered with a dielectric layer and there are holes in it, along which liquid flow guides are made coaxially with these holes, made in the form of inserts of non-conductive material with the ability to move.

Недостатками известных устройств являются:The disadvantages of the known devices are:

- сложность обслуживания устройства, вызванная необходимостью регулировки положения вставок;- the complexity of the maintenance of the device due to the need to adjust the position of the inserts;

- высокое рабочее напряжение;- high operating voltage;

- большая продолжительность процесса обработки жидкости;- the long duration of the liquid processing process;

- низкая эффективность работы известных устройств при обработке жидкостей, содержащих нерастворимые и малорастворимые ядовитые и опасные органические соединения (суспензии, эмульсии, коллоидные растворы и т.д.), а именно:- low efficiency of the known devices in the treatment of liquids containing insoluble and sparingly soluble toxic and dangerous organic compounds (suspensions, emulsions, colloidal solutions, etc.), namely:

- недостаточные степень очистки и степень полной деструкции органических соединений;- insufficient degree of purification and degree of complete destruction of organic compounds;

- мала производительность;- low productivity;

- невозможно проводить детоксикацию и переработку ядовитых и опасных нерастворимых и малорастворимых органических соединений (в частности, запрещенных к применению пестицидов и других ядовитых и опасных веществ) с получением экологически безопасных и биологически активных соединений.- it is impossible to detoxify and process toxic and dangerous insoluble and poorly soluble organic compounds (in particular, banned pesticides and other toxic and dangerous substances) to produce environmentally friendly and biologically active compounds.

Техническими результатами от использования предлагаемого изобретения являются:Technical results from the use of the invention are:

- снижение затрат на очистку жидкостей за счет повышения эффективности работы устройства;- reducing the cost of cleaning liquids by increasing the efficiency of the device;

- увеличение производительности устройств;- increased device performance;

- возрастание степени деструкции нерастворимых и малорастворимых ядовитых и опасных органических соединений, в частности пестицидов, отравляющих и др. веществ, с получением экологически безопасных и биологически активных соединений.- an increase in the degree of destruction of insoluble and sparingly soluble toxic and dangerous organic compounds, in particular pesticides, poisons and other substances, with the production of environmentally friendly and biologically active compounds.

Вышеуказанные результаты достигнуты за счет того, что устройство оснащено диспергатором жидкости, в качестве которого использован роторно-пульсационный аппарат. Кроме того, отверстия на боковой поверхности катода расположены по винтовой образующей, шаг которой обратно пропорционален диаметру катода, а соосно закрепленные в отверстиях вставки из неэлектропроводного материала выступают из отверстий в сторону внутренней поверхности корпуса устройства и имеют продольный канал, выполненный по центру соосно отверстиям и соединяющий полость катода с полостью устройства. При этом каналы имеют цилиндрическую или конусообразную форму, причем широкая часть конусообразных каналов направлена к внутренней поверхности катода, а выступающая из отверстий часть вставок развернута в вертикальной плоскости в сторону патрубка ввода жидкости на 15-60° и повернута в горизонтальной плоскости относительно боковой поверхности катода на 45-90°.The above results are achieved due to the fact that the device is equipped with a liquid dispersant, which is used as a rotary pulsation apparatus. In addition, the holes on the side surface of the cathode are located along a helical generatrix, the step of which is inversely proportional to the diameter of the cathode, and the inserts made of non-conductive material coaxially fixed in the holes protrude from the holes toward the inner surface of the device body and have a longitudinal channel made in the center of the coaxial holes and connecting cavity of the cathode with the cavity of the device. In this case, the channels have a cylindrical or conical shape, with the wide part of the conical channels directed towards the inner surface of the cathode, and the part of the inserts protruding from the holes is rotated in the vertical plane towards the fluid inlet pipe by 15-60 ° and rotated in the horizontal plane relative to the side surface of the cathode by 45-90 °.

В результате этого сохраняется устойчивость дисперсной системы, повышается производительность устройства, интенсифицируются массообменные (окислительно-восстановительные) процессы и, как результат, снижается затратность (ниже рабочее напряжение, меньше время электролитической обработки жидкости) и возрастает степень деструкции органических соединений и степень очистки растворов.As a result, the stability of the disperse system is preserved, the device productivity is increased, mass transfer (redox) processes are intensified, and as a result, the cost is reduced (lower operating voltage, less time for electrolytic treatment of the liquid) and the degree of destruction of organic compounds and the degree of purification of solutions increase.

Одновременно представляется возможность проводить процесс в режиме регулируемой «глубины» деструкции органических соединений и завершать на стадии образования нетоксичных и полезных (например, биологически активных) продуктов либо, при недостаточной степени деструкции, направлять жидкость на повторную обработку.At the same time, it is possible to carry out the process in the regime of controlled “depth” of destruction of organic compounds and complete at the stage of formation of non-toxic and useful (for example, biologically active) products or, if the degree of destruction is insufficient, direct the liquid to re-treatment.

Заявляемое устройство для электролитической обработки жидкости отличается новыми конструктивными элементами, что по совокупности признаков обеспечивает качественно новый вид устройства для обработки жидкости. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».The inventive device for electrolytic liquid processing is characterized by new structural elements, which, by the totality of the features, provides a qualitatively new type of device for processing liquid. These differences allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной цели, не выявлены при исследовании данных и смежных областей научного поиска и отвечают критерию «изобретательский уровень».Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, aimed at achieving the goal, are not identified in the study of data and related fields of scientific research and meet the criterion of "inventive step".

Описание заявляемого устройстваDescription of the claimed device

Устройство для электролитической обработки жидкости включает в себя диспергатор жидкости и электродный модуль, состоящий из цилиндрического корпуса и коаксиально размещенного внутри корпуса цилиндрического проточного катода.A device for electrolytic liquid treatment includes a liquid dispersant and an electrode module consisting of a cylindrical body and coaxially placed inside the body of a cylindrical flow cathode.

Цилиндрический корпус устройства соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и оснащен патрубком вывода, расположенным в нижней части боковой поверхности устройства.The cylindrical housing of the device is connected to the positive pole of the DC source and is equipped with an outlet pipe located at the bottom of the side surface of the device.

Цилиндрический проточный катод соединен с патрубком ввода жидкости и выполнен с отверстиями, в которых закреплены вставки из неэлектропроводного материала.A cylindrical flow cathode is connected to the fluid inlet pipe and is made with holes in which the inserts of non-conductive material are fixed.

Диспергатор жидкости имеет патрубок ввода и патрубок вывода, соединенный с патрубком ввода жидкости в полость катода. На поверхности катода выполнены отверстия, размещенные по винтовой образующей. В этих отверстиях закреплены вставки из неэлектродного материала, которые выступают в сторону корпуса устройства и имеют продольный канал, соединяющий полость катода с полостью устройства, при этом выступающая из отверстий часть вставок развернута в вертикальной плоскости в сторону патрубка ввода жидкости и повернута в горизонтальной плоскости относительно боковой поверхности катода.The liquid dispersant has an inlet pipe and an outlet pipe connected to the liquid inlet pipe into the cathode cavity. Holes are made on the surface of the cathode, arranged along a helical generatrix. Inserts of non-electrode material are fixed in these holes, which protrude towards the device body and have a longitudinal channel connecting the cathode cavity to the device cavity, while the part of the inserts protruding from the holes is deployed in a vertical plane toward the liquid inlet pipe and rotated in a horizontal plane relative to the side cathode surface.

Диспергатор жидкости может быть размещен на крышке корпуса устройства.The liquid dispersant can be placed on the cover of the device.

В качестве диспергатора жидкости может быть использован роторно-пульсационный аппарат.As a liquid dispersant, a rotary pulsation apparatus can be used.

Шаг винтовой образующей может быть обратно пропорционален диаметру катода.The pitch of the helical generatrix can be inversely proportional to the diameter of the cathode.

Каналы в вставках могут иметь либо цилиндрическую форму, либо конусообразную форму, широкая часть которых направлена в сторону внутренней поверхности катода.The channels in the inserts can have either a cylindrical shape or a conical shape, the wide part of which is directed towards the inner surface of the cathode.

Разворот выступающей части вставок в вертикальной плоскости может составлять 15-60°, а поворот в горизонтальной плоскости 45-90°.The turn of the protruding part of the inserts in the vertical plane can be 15-60 °, and the rotation in the horizontal plane of 45-90 °.

Устройство для электролитической обработки жидкости, представленное на Фиг.1, состоит из диспергатора жидкости (1), размещенного на крышке корпуса устройства и оснащенного патрубками ввода (2) и вывода (3), соединенного с патрубком подачи (4) рабочего раствора в полость проточного цилиндрического катода (5). Цилиндрический корпус (6) устройства соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и оснащен патрубком вывода (7), расположенным в нижней части боковой поверхности устройства. Внутри корпуса устройства коаксиально размещен проточный цилиндрический катод с патрубком ввода рабочего раствора. На боковой поверхности катода по винтовой образующей, шаг которой обратно пропорционален диаметру катода, выполнены отверстия, в которых соосно отверстиям закреплены вставки (8) из неэлектропроводного материала. Вставки выступают из отверстий в сторону внутренней поверхности корпуса устройства и развернуты в вертикальной плоскости в сторону патрубка подачи жидкости на 15-60°, и одновременно вставки повернуты в горизонтальной плоскости относительно боковой поверхности катода на 45-90°. Во вставках соосно отверстиям выполнен по центру продольный канал цилиндрической или конусообразной формы, соединяющий внутреннюю полость катода с полостью устройства. При этом широкая часть конусообразных каналов обращена к внутренней поверхности катода.The device for electrolytic liquid treatment, shown in Fig. 1, consists of a liquid dispersant (1) located on the cover of the device and equipped with inlet pipes (2) and output (3) connected to the supply pipe (4) of the working solution into the flow cavity cylindrical cathode (5). The cylindrical body (6) of the device is connected to the positive pole of the DC source and is equipped with an outlet pipe (7) located at the bottom of the side surface of the device. A flowing cylindrical cathode with a working fluid inlet pipe is coaxially placed inside the device case. On the side surface of the cathode along the helical generatrix, the pitch of which is inversely proportional to the diameter of the cathode, holes are made in which inserts (8) of non-conductive material are fixed coaxially to the holes. The inserts protrude from the holes toward the inner surface of the device body and are deployed in a vertical plane towards the fluid supply pipe by 15-60 °, and at the same time, the inserts are rotated in the horizontal plane relative to the side surface of the cathode by 45-90 °. In the inserts, coaxially to the holes, a longitudinal channel of a cylindrical or conical shape is made in the center, connecting the inner cavity of the cathode with the cavity of the device. In this case, a wide part of the cone-shaped channels faces the inner surface of the cathode.

Конструкторские решения элементов заявляемого изобретения направлены на снижение затратности, повышение эффективности и получение экологически безопасных веществ с выраженной биологической активностью при переработке ядовитых и опасных нерастворимых и малорастворимых органических соединений. Диспергатор предназначен для приготовления рабочего раствора - устойчивой дисперсной системы (суспензия, эмульсия, коллоидный раствор нерастворимых и малорастворимых органических соединений в электролите) путем обработки (диспергирования) исходных жидких компонентов. Для обеспечения компактности (ликвидация трубопроводов обвязки, уменьшение длины перетоков, штуцеров и др. элементов) и снижения затрат на изготовление (снижение металлопотребления) диспергатор размещен на верхней крышке корпуса устройства.Design solutions of the elements of the claimed invention are aimed at reducing costs, increasing efficiency and obtaining environmentally friendly substances with pronounced biological activity in the processing of toxic and dangerous insoluble and sparingly soluble organic compounds. The dispersant is designed to prepare a working solution - a stable dispersed system (suspension, emulsion, colloidal solution of insoluble and sparingly soluble organic compounds in the electrolyte) by processing (dispersing) the original liquid components. To ensure compactness (elimination of piping pipelines, reducing the length of flows, fittings and other elements) and reduce manufacturing costs (reduce metal consumption) dispersant is placed on the top cover of the device.

Шаг винтовой образующей, определяющий размещение отверстий с направляющими вставками на боковой поверхности катода, обратно пропорционален диаметру катода. Это позволяет «сохранить» оптимальные параметры процесса обработки жидкости (и, следовательно, новизну заявляемых элементов) при изменении габаритных размеров устройства. При увеличении диаметра (а значит и поверхности) катода для сохранения оптимальной плотности тока (D=I/S, где D - плотность тока; А/м2; I - сила тока; A; S - поверхность катода, м2) необходимо повысить токовую нагрузку и, одновременно, увеличить подачу раствора, что достижимо при увеличении числа вставок (элементов подачи жидкости) на единице поверхности катода, т.е.в результате снижения шага винтовой образующей. Наоборот, снижение диаметра (и поверхности) катода приводит к необходимости уменьшения расхода жидкости, т.е. снижения числа элементов подачи, что достижимо при увеличении шага винтовой образующей поверхности катода.The pitch of the helical generatrix, which determines the location of the holes with guide inserts on the side surface of the cathode, is inversely proportional to the diameter of the cathode. This allows you to "save" the optimal parameters of the liquid processing process (and, therefore, the novelty of the claimed elements) when changing the overall dimensions of the device. With an increase in the diameter (and hence the surface) of the cathode, in order to maintain the optimal current density (D = I / S, where D is the current density; A / m 2 ; I is the current strength; A; S is the cathode surface, m 2 ) it is necessary to increase the current load and, at the same time, increase the supply of the solution, which is achievable with an increase in the number of inserts (fluid supply elements) per unit surface of the cathode, i.e., as a result of a decrease in the pitch of the helical generatrix. On the contrary, a decrease in the diameter (and surface) of the cathode leads to the need to reduce fluid flow, i.e. reducing the number of feed elements, which is achievable by increasing the pitch of the helical forming surface of the cathode.

Вставки, размещенные на поверхности катода, имеют осевые продольные каналы цилиндрической или конусообразной формы, которые предназначены для подачи рабочего раствора из внутренней полости катода в полость устройства (пространство между катодом и анодом). Вставки с каналами конусообразной формы, широкая часть которых (каналов) направлена к внутренней поверхности катода, предпочтительно использовать (вставки взаимозаменяемы) при обработке жидкостей с высокой вязкостью (конусообразные каналы обеспечивают более высокую скорость прохода жидкости). Вставки выполнены из неэлектропроводного материала, что позволяет устранить нежелательные процессы (образование осадка гидроксида щелочно-земельных металлов вследствие защелачивания прикатодного слоя в результате восстановления воды), которые негативно влияют на работу устройства.The inserts placed on the surface of the cathode have axial longitudinal channels of cylindrical or conical shape, which are designed to supply the working solution from the internal cavity of the cathode to the cavity of the device (the space between the cathode and the anode). Inserts with cone-shaped channels, the wide part of which (channels) are directed to the inner surface of the cathode, are preferably used (inserts are interchangeable) when processing fluids with high viscosity (cone-shaped channels provide a higher rate of liquid passage). The inserts are made of non-conductive material, which eliminates undesirable processes (the formation of a precipitate of alkaline earth metal hydroxide due to alkalization of the cathode layer as a result of water recovery), which negatively affect the operation of the device.

Выступающая из отверстий часть вставок создает в пространстве между анодом и катодом вихревое движение и одновременно является направляющей потока жидкости: разворот вставок в сторону штуцера подачи на 15-60° и одновременно поворот их относительно поверхности катода на 45-90° позволяют направить поток жидкости по спирали вдоль (по касательным) поверхностей катода и анода в нижнюю часть корпуса устройства к штуцеру вывода. Разворот вставок на угол менее 15° и поворот их менее чем на 45° не создают условий для интенсификации процесса (повышения массообмена, снижения затратности, повышения производительности и степени деструкции); увеличение угла разворота вставок выше 60° и поворот их на угол более 90° мало влияют на массообмен, производительность и др. параметры процесса.The part of the inserts protruding from the holes creates a vortex movement in the space between the anode and the cathode and at the same time guides the fluid flow: turning the inserts towards the feed fitting by 15-60 ° and simultaneously rotating them relative to the cathode surface by 45-90 ° allows you to direct the fluid flow in a spiral along (tangentially) the surfaces of the cathode and anode to the lower part of the device casing to the outlet fitting. Turning the inserts at an angle of less than 15 ° and turning them less than 45 ° do not create conditions for the intensification of the process (increase mass transfer, reduce costs, increase productivity and the degree of destruction); an increase in the angle of rotation of the inserts above 60 ° and their rotation by an angle of more than 90 ° have little effect on mass transfer, productivity, and other process parameters.

Устройство работает в непрерывном режиме. Рабочий раствор готовят, тонко измельчая (диспергируя) исходные вещества (нерастворимые и малорастворимые органические соединения в сточных водах, сбросовых растворах, в растворах электролитов) в диспергаторе жидкости (роторно-пульсационный аппарат), где в результате сложных физико-химических процессов (интенсивное перемешивание, процессы пульсации, кавитации, воздействие ультразвука, разрыв химических связей, механическое воздействие рабочих органов и стенок аппарата и др. факторы) образуется устойчивая фаза - дисперсная система (суспензия, эмульсия, коллоидный раствор нерастворимых или малорастворимых органических соединений в растворе электролита). Приготовленный рабочий раствор через патрубок ввода поступает в проточный цилиндрический катод и по продольным каналам вставок попадает во внутреннюю полость устройства - в пространство между катодом и анодом. При подаче постоянного электрического тока в пространстве между катодом и анодом протекают электрохимические (на аноде и катоде) и химические (в объеме электролита) процессы: на аноде - окисление органических соединений и генерирование окислителей (кислород, хлор и др.), на катоде - восстановление органических соединений и генерирование щелочи (результат восстановления молекул воды), в объеме - окисление органических соединений электрохимически генерируемыми окислителями и продуктами их взаимодействия с электролитом. Размещение вставок, являющихся направляющими потока рабочего раствора, по винтовой образующей, разворот их в вертикальной (в сторону патрубка подачи) и поворот в горизонтальной (относительно поверхности катода) плоскостях позволяют создать в пространстве между анодом и катодом вихревой турбулентный поток жидкости. Жидкость может быть в виде суспензии, эмульсии и коллоидного раствора нерастворимых или малорастворимых органических соединений, окислителей и др. компонентов. Вихревой поток является результатом действия выступающей части вставок и направлен по спирали в сторону патрубка вывода.The device is in continuous mode. A working solution is prepared by finely grinding (dispersing) the starting materials (insoluble and poorly soluble organic compounds in wastewater, waste solutions, in electrolyte solutions) in a liquid dispersant (rotary-pulsation apparatus), where, as a result of complex physicochemical processes (intensive mixing, processes of pulsation, cavitation, the effect of ultrasound, the breaking of chemical bonds, the mechanical effect of the working organs and the walls of the apparatus, and other factors) a stable phase is formed - a dispersed system (sous suspension, emulsion, colloidal solution of insoluble or sparingly soluble organic compounds in an electrolyte solution). The prepared working solution through the inlet pipe enters the flowing cylindrical cathode and through the longitudinal channels of the inserts enters the internal cavity of the device - into the space between the cathode and the anode. When a constant electric current is applied in the space between the cathode and the anode, electrochemical (at the anode and cathode) and chemical (in the electrolyte volume) processes take place: at the anode, oxidation of organic compounds and generation of oxidizing agents (oxygen, chlorine, etc.), and recovery at the cathode organic compounds and alkali generation (the result of the restoration of water molecules), in volume - the oxidation of organic compounds by electrochemically generated oxidizing agents and the products of their interaction with an electrolyte. The placement of the inserts, which are the guides of the working solution flow, along the helical generatrix, their rotation in the vertical (towards the supply pipe) and rotation in the horizontal (relative to the cathode surface) planes allow creating a vortex turbulent fluid flow in the space between the anode and cathode. The liquid may be in the form of a suspension, emulsion and colloidal solution of insoluble or sparingly soluble organic compounds, oxidizing agents and other components. The vortex flow is the result of the protruding part of the inserts and is directed in a spiral towards the outlet pipe.

Пример исполнения устройстваDevice example

Лабораторные испытания стендовой конструкции показали высокую эффективность предлагаемого устройства, показатели работы которого значительно выше (выше производительность и степень деструкции, ниже затраты) по сравнению с известными устройствами того же назначения. Устройство обеспечивает практически полную очистку жидкости от ядовитых и опасных соединений, в том числе нерастворимых и малорастворимых органических соединений, и позволяет производить переработку (и утилизацию) ядохимикатов (пестициды и др. ядовитые и опасные вещества) в экологически безопасные соединения с выраженной биологической активностью.Laboratory tests of the bench design showed the high efficiency of the proposed device, the performance of which is much higher (higher productivity and degree of destruction, lower costs) compared with known devices of the same purpose. The device provides almost complete cleaning of the liquid from toxic and dangerous compounds, including insoluble and poorly soluble organic compounds, and allows the processing (and disposal) of pesticides (pesticides and other toxic and dangerous substances) into environmentally friendly compounds with pronounced biological activity.

Технические характеристики устройстваDevice specifications

Электродный модуль: плотность тока D=500÷1500 А/м2; сила тока I - до 100 А; поверхность электродов S-150 см (катод из титана, просечной; анод оксидный рутениево-титановый, просечной), производительность - до 0,5 м3.Electrode module: current density D = 500 ÷ 1500 A / m 2 ; current strength I - up to 100 A; electrode surface S-150 cm (cathode made of titanium, perforated; oxide ruthenium-titanium anode, perforated), capacity up to 0.5 m 3 .

Роторно-пульсационный аппарат: Re>0,6×105, частота вращения ротора до 4500 мин-1; звуковое давление 106÷108 н/м, мощность - 0,5 кВт.Rotary pulsation apparatus: Re> 0.6 × 10 5 , rotor speed up to 4500 min -1 ; sound pressure 10 6 ÷ 10 8 n / m, power - 0.5 kW.

Обрабатываемые жидкости: растворы растворимых, нерастворимых и мало растворимых органических соединений (фосфоросодержащие пестициды - карбофос, базудин; этилендиамин, дихлорэтан, кубовые производства ДХЭ и др.) в растворе хлоридов.Processed liquids: solutions of soluble, insoluble and poorly soluble organic compounds (phosphorus-containing pesticides - karbofos, bazudin; ethylenediamine, dichloroethane, bottoms produced by DCE, etc.) in a chloride solution.

Продукты обработки:Processing Products:

- при полной деструкции - CO2 и H2O;- with complete destruction - CO 2 and H 2 O;

- при неполной деструкции в растворе находим карбоновые кислоты (малеиновую, янтарную, уксусную и др.), экологически безопасные и биологически активные соединения (производные янтарной и уксусной кислот и другие соединения).- with incomplete destruction in the solution, we find carboxylic acids (maleic, succinic, acetic, etc.), environmentally friendly and biologically active compounds (derivatives of succinic and acetic acids and other compounds).

Параметры процесса обработки многокомпонентного объекта и степень полной деструкции (степень очистки) определяют по наиболее токсичному и труноокисляемому компоненту.The processing parameters of a multicomponent object and the degree of complete destruction (degree of purification) are determined by the most toxic and oxidizable component.

Условия процесса (время, количество электричества и пр.) выбирают с учетом природы органических соединений, а также с учетом поставленной цели - либо разложение выполняется до полной деструкции (CO2 и H2O), либо - до получения полезных веществ.The process conditions (time, amount of electricity, etc.) are chosen taking into account the nature of organic compounds, and also taking into account the set goal - either decomposition is carried out to complete destruction (CO 2 and H 2 O), or - to obtain useful substances.

При реализации полной деструкции исходных соединений - степень деструкции не менее 90%, степень очистки не менее - 99% определяющим является содержание наиболее токсичного соединения.When the complete destruction of the starting compounds is realized, the degree of destruction is not less than 90%, the degree of purification not less than 99%, the content of the most toxic compound is determining.

В случае получения полезных и экологически безопасных продуктов окисления параметры процесса подбирают индивидуально, руководствуясь химизмом процесса и данными лабораторных исследований (результатом анализа проб продукта).In the case of obtaining useful and environmentally friendly oxidation products, the process parameters are selected individually, being guided by the chemistry of the process and laboratory data (the result of the analysis of product samples).

Claims (7)

1. Устройство для электролитической обработки жидкости, включающее цилиндрический корпус с патрубком вывода, соединенный с положительным полюсом источника постоянного тока, и коаксиально размещенный внутри корпуса цилиндрический проточный катод, соединенный с патрубком ввода жидкости и выполненный с отверстиями, в которых закреплены вставки из неэлектропроводного материала, отличающееся тем, что устройство оснащено диспергатором жидкости с патрубком ввода и патрубком вывода, соединенным с патрубком ввода жидкости в полость катода, отверстия на поверхности которого размещены по винтовой образующей, а закрепленные в них вставки выступают в сторону корпуса устройства и имеют продольный канал, соединяющий полость катода с полостью устройства, при этом выступающая из отверстий часть вставок развернута в вертикальной плоскости в сторону патрубка ввода жидкости и повернута в горизонтальной плоскости относительно боковой поверхности катода.1. A device for electrolytic fluid treatment, comprising a cylindrical body with an outlet pipe connected to the positive pole of a direct current source, and a cylindrical flow cathode coaxially placed inside the body, connected to a liquid inlet pipe and made with holes in which inserts of non-conductive material are fixed, characterized in that the device is equipped with a liquid dispersant with an input pipe and an output pipe connected to a liquid pipe to the cathode cavity, the holes on the surface of which are placed along the helical generatrix, and the inserts fixed in them protrude towards the device body and have a longitudinal channel connecting the cathode cavity to the device cavity, while the part of the inserts protruding from the holes is deployed in a vertical plane towards the fluid inlet side and turned into horizontal plane relative to the lateral surface of the cathode. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диспергатор жидкости размещен на крышке корпуса устройства.2. The device according to claim 1, characterized in that the liquid dispersant is placed on the cover of the device. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в качестве диспергатора жидкости использован роторно-пульсационный аппарат.3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that a rotary pulsation apparatus is used as a liquid dispersant. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шаг винтовой образующей обратно пропорционален диаметру катода.4. The device according to claim 1, characterized in that the pitch of the helical generatrix is inversely proportional to the diameter of the cathode. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы во вставках имеют цилиндрическую форму.5. The device according to claim 1, characterized in that the channels in the inserts are cylindrical. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы во вставках имеют конусообразную форму, широкая часть которых направлена в сторону внутренней поверхности катода.6. The device according to claim 1, characterized in that the channels in the inserts are conical in shape, a wide part of which is directed towards the inner surface of the cathode. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разворот выступающей части вставок в вертикальной плоскости составляет 15-60°, а поворот в горизонтальной плоскости 45-90°. 7. The device according to claim 1, characterized in that the turn of the protruding part of the inserts in the vertical plane is 15-60 °, and the rotation in the horizontal plane is 45-90 °.
RU2009115984/15A 2009-04-27 2009-04-27 Device for electrolytic treatment of liquid RU2398741C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115984/15A RU2398741C1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Device for electrolytic treatment of liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115984/15A RU2398741C1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Device for electrolytic treatment of liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2398741C1 true RU2398741C1 (en) 2010-09-10

Family

ID=42800438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009115984/15A RU2398741C1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Device for electrolytic treatment of liquid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2398741C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546159C1 (en) * 2013-11-22 2015-04-10 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятская государственная сельскохозяйственная академия (ФГБОУ ВПО ВятГСХА) Device for electrolytic treatment of fluids

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546159C1 (en) * 2013-11-22 2015-04-10 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятская государственная сельскохозяйственная академия (ФГБОУ ВПО ВятГСХА) Device for electrolytic treatment of fluids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10934197B2 (en) Electronic water pre-treatment equipment and methods
US7998322B2 (en) Ultrasonic treatment chamber having electrode properties
US8673129B2 (en) High-throughput cavitation and electrocoagulation apparatus
CN102180557B (en) Composite organic waste water advanced oxidation device
US8999154B2 (en) Apparatus for treating Lake Okeechobee water
US20180163321A1 (en) Purification methods and systems for contaminated liquids and mineral slurries
KR102613173B1 (en) Systems and methods for treating fluids by sonoelectrochemistry
US20140116942A1 (en) Air flotation and electrocoagulation system
EP2300375B1 (en) Apparatus and method for treatment of wastewater
WO2015064382A1 (en) Liquid treatment apparatus and produced water treatment method
US9409800B2 (en) Electric arc for aqueous fluid treatment
JP2009106910A (en) Fluid treatment apparatus
CN101104537A (en) Electrocatalysis separation film water treatment device
Mahajan et al. Treatment of hospital operation theatre effluent by electrocoagulation
RU2398741C1 (en) Device for electrolytic treatment of liquid
KR101655240B1 (en) Apparatus for electrochemical treatment of wastewater using inclined electrode and supersonic
EP3429966A1 (en) Treatment of fluids
RU2478580C1 (en) Device for decontamination of effluents by electric discharges
CN107840417A (en) A kind of spiral flat tube formula electrochemical oxidation Industrial sewage treatment system and method
Козлов et al. The use of electro-technological methods of purification of organic manure
RU2040477C1 (en) Device for disinfection and purification of water
WO2004035481A1 (en) Method for mixing additives into and electrolyzing contaminated liquids

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120428

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141110

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160908

PD4A Correction of name of patent owner