RU2459768C1 - Станция обеззараживания воды - Google Patents
Станция обеззараживания воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459768C1 RU2459768C1 RU2010152873/05A RU2010152873A RU2459768C1 RU 2459768 C1 RU2459768 C1 RU 2459768C1 RU 2010152873/05 A RU2010152873/05 A RU 2010152873/05A RU 2010152873 A RU2010152873 A RU 2010152873A RU 2459768 C1 RU2459768 C1 RU 2459768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- electrolyzer
- separator
- anolyte
- solution
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 45
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 claims description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 abstract description 26
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 25
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 23
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 3
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 3
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000012045 crude solution Substances 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области очистки сточных вод. В баке 1 растворяют поваренную соль. Насосом 3 очищенный раствор хлорида натрия подают в аккумулирующую емкость 7, установленную выше электролизера. Электролизер разделен перегородкой 4 на анодную 5 и катодную 6 камеры. В электролизер из аккумулирующей емкости 7 самотеком поступает очищенный раствор хлорида натрия, а из аккумулирующей емкости 8 - предварительно умягченная в ионообменном фильтре 16 вода. Проводят электролиз. Образующийся анолит подают в сепаратор анолита 13, а католит - в сепаратор католита 12. Полученный жидкий хлорирующий агент отводят в резервуар с обрабатываемой водой. Изобретение позволяет повысить безопасность для обслуживающего персонала, исключить аварийные ситуации и образование взрывоопасных ситуаций. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение предназначено для обеззараживания воды и может быть использовано и на водопроводно-канализационных сооружениях, а также может найти применение для хлорирования жидкостей в химической, медицинской и других отраслях промышленности, а также для получения жидкого хлорирующего агента и каустика в малотоннажных производствах.
Проблема обеззараживания питьевых и природных вод является одной из самых насущных проблем руководителей предприятий и организаций, имеющих непосредственное отношение к обеспечению населения качественной и безопасной для здоровья и жизнедеятельности питьевой водой.
К настоящему времени разработаны и внедряются в промышленных масштабах следующие альтернативные методы обеззараживания воды: на основе хлора, озонирование, ультрафиолетовое облучение и другие методы.
Наиболее часто при этом прибегают к использованию электрохимических методов. Электрохимические методы обеззараживания природных и сточных вод находят все более широкое применение в технологии водоподготовки как у нас в стране, так и за рубежом.
В настоящее время наиболее перспективным методом является метод обеззараживания воды с использованием электролитического гипохлорита натрия, получаемого на месте потребления путем электролиза растворов хлоридов. Сохраняя все достоинства метода хлорирования с применением жидкого хлора, электролитический метод обеззараживания позволяет избежать основных трудностей, таких как транспортирование и хранение токсичного газа. Электрохимический способ получения гипохлорита натрия (NaClO) основан на получении хлора путем электролиза водного раствора хлорида натрия (NaCl) и его взаимодействии со щелочью в одном и том же аппарате - в проточных электролизерах, имеющих биполярные или монополярные электроды.
Концентрация ионов ClO- существенно влияет на дальнейший ход электролиза. Ионы ClO- разряжаются при значительно меньших потенциалах анода, чем ионы Cl-, поэтому уже при незначительных концентрациях гипохлорита натрия на аноде начинается совместный разряд ионов Cl- и ClO-. Образование хлората может протекать и химическим путем по реакции: 2HClO+ClO-=ClO3-+2Cl-+2Н+. Получаемый раствор гипохлорита натрия достаточно стоек и может длительное время храниться без значительного разложения при соблюдении следующих факторов, влияющих на его стойкость: - низкая температура (не более 200 С); - исключение воздействия света; отсутствие ионов тяжелых металлов; значение водородного показателя рН не менее 10.
Разряд ионов Cl- приводит к образованию гипохлорита натрия с постепенно увеличивающейся концентрацией, а разряд ионов ClO- уменьшает его концентрацию. При достаточной длительности электролиза скорости этих двух процессов становятся одинаковыми (v1=v2) и дальнейший рост концентрации образующегося гипохлорита натрия прекратится.
Поэтому одной из проблемных задач получения гипохлорита натрия является осуществление процесса электролиза в таких условиях, при которых равновесная концентрация гипохлорита натрия наступала бы как можно позднее. Очевидно, что этим условиям будут благоприятствовать все факторы, облегчающие разряд ионов Cl- и затрудняющие разряд ионов ClO-.
Однако это можно обеспечить при очень строгом контроле процесса электролиза. Кроме того, производительность процесса по активному хлору относительно невелика, поэтому принята модульная система, причем количество модулей зависит от требуемого количества гипохлорита натрия по активному хлору и приводит к усложнению конструкции станции обеззараживания и увеличению расхода электроэнергии.
Использование мембранных электролизеров, оборудованных эжектором, всасывающий патрубок которого присоединен к анодной камере, а сам электролизер образует две отдельные камеры (анодную и катодную) разделенные мембраной, позволяет подавлять процессы синтеза ClO2 и увеличить содержание этого ценного продукта в растворе (дезинфектанте) и улучшить качество очищенной воды
Для обеззараживания воды применяют анолит, отводимый из анодных камер электролизера, который представляет сложное химическое соединение, содержащее помимо хлора, диоксид хлора и различные перекиси, что позволяет обеспечить снижение в обрабатываемой воде хлорорганических соединений.
Прямые затраты на получение дезинфектанта являются несколько ниже, чем при получении гипохлорита натрия.
Известна установка для получения жидкого хлорирующего агента (патент РФ №2090519). Сущность изобретения заключается в том, что установка для получения жидкого хлорирующего агента включает мембранный электролизер, блок приготовления и дозирования раствора электролита, систему коммуникаций, при этом в качестве электролизера использован электролизер, разделенный посредством мембранной перегородки на анодную и катодную камеры. Установка также содержит проточную магистраль для воды и эжектор, установленный в проточной магистрали для воды, всасывающий патрубок которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры. Кроме того, установка содержит коллектор-сепаратор, вход которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры, а выход связан со всасывающим патрубком эжектора, коллектор-сепаратор дополнительно связан с магистралью для подвода воздуха, блок приготовления и дозирования раствора электролита включает растворный бак, осмотический дозатор и трубопроводы, образующие циркуляционный контур электролита. Установка также содержит блок очистки (ионообменный фильтр) раствора электролита от солей жесткости, вход которого соединен с выходом блока приготовления и дозирования раствора электролита, а выход - с входом электролизера.
Недостатками этой установки являются: сравнительно невысокая бактерицидная активность получаемого дезинфектирующего агента и возможность утечки хлорсодержащих паров и газов, что снижает безопасность для обслуживающего персонала.
Известен способ электрохимического получения хлора и хлорсодержащих окислителей и устройство для его реализации (патент РФ №2315132). Способ реализуется в установке, основной частью которой является электролизер фильтр-прессного типа в виде комплекта чередующихся однотипных плоских элементов, состоящих из перфорированных анодов и катодов, разделенных диафрагмой из пористого поливинилхлорида, имеющих заэлектродные анодные и катодные камеры. Камеры объединены соответствующими коллекторами в единые циркуляционные контуры анолита и католита, снабженные газоотделительными устройствами и находящимися под давлением ниже атмосферного. Установка содержит емкость для растворения необходимого количества поваренной соли водой до определенной концентрации раствора, который подается насосом в промежуточную емкость для аналитического определения содержания Са2+ и Mg2+ в растворе. Исходя из содержания Са2+ и Mg2+ в растворе, предварительно, дозируется необходимое количество реагентов осадителей - щелочно-карбонатного раствора, полученного из католита. Реагенты-осадители перемешиваются с неочищенным раствором во время перекачки. Далее осветленный раствор с помощью насоса перекачивается через фильтр тонкой очистки в емкость очищенного раствора. Туда же дозируется, при необходимости из дозатора кислоты, необходимое ее количество для нейтрализации излишней щелочности раствора. Газоотделитель хлора с помощью внешнего коллектора гидравлически соединен с анодным пространством электролизера и образует внешний циркуляционный контур анолита. Уровень электролита в циркуляционном контуре анолита выше, чем в циркуляционном контуре католита. Под действием электрического тока на аноде образуется газообразный хлор, а обедненый по хлоридиону анолит под действием гидростатического давления из-за разности уровней католита и анолита перетекает в катодную камеру, где образуются водород и раствор NaOH. Водород из газоотделителя водорода с помощью вентилятора отсасывается и выбрасывается в атмосферу. Для исключения создания взрывоопасной концентрации водорода с воздухом в газоотделителе организован подсос воздуха в количестве, обеспечивающем концентрацию водорода не более 0,4% объема. С помощью коллектора газоотделитель гидравлически связан с катодным пространством электролизера, образуя тем самым внешний циркуляционный контур католита. Для обеспечения оптимального температурного режима электролизера циркуляционный контур католита снабжен теплообменником (14). Щелочной раствор из циркуляционного контура католита с помощью переливной трубы сливается в накопительную емкость католита и используется по назначению.
Газообразный хлор с помощью эжекторных смесителей отсасывается из газоотделителя хлора. В эжекторном смесителе часть хлора абсорбируется водой с образованием хлорной воды, которая подается в полном объеме на обеззараживание. Концентрация активного хлора в воде регулируется производительностью насоса. Другая часть хлора в эжекторном смесителе взаимодействует со щелочным раствором с образованием гипохлорита натрия. Из эжектора раствор гипохлорита натрия поступает в накопительную емкость гипохлорита натрия.
Установка позволяет работать в комбинированном режиме, т.е. получение обеззараживающих реагентов может осуществляться как при улавливании газообразного хлора водой, так и гидроксидом натрия с получением раствора гипохлорита натрия с рН>8, который используется как резервный запас для дополнительного хлорирования.
Однако имеется и ряд недостатков. Конструкция электролизера очень усложнена, необходима дополнительная щелочно-карбонатной очистки насыщенного водного раствора хлорида щелочного металла от солей жесткости, причем для этих целей используется часть щелочного католита, который подвергают карбонизации в специальном устройстве.
Несмотря на то, что при эксплуатации электролизера частично обеспечивается безопасность тем, что газоотделители работают под небольшим разрежением, которое исключает выход газообразных продуктов за пределы электрохимического реактора, возможность исключения аварийных ситуаций полностью не решена.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является техническое решение, защищенное патентом РФ №2281252. Станция обеззараживания воды включает электролизер, узел растворения и дозирования хлорида натрия, эжектор, коммуникации. Между электролизером и эжектором установлен циркуляционный контур, содержащий накопитель щелочи, теплообменник и насос. Узел растворения и дозирования состоит из регулировочного бачка, солевого бака, насоса-дозатора, ротаметра и аккумулирующей емкости. Электролизер включает несколько биполярных элементов, имеющих прямоугольную форму и включающих рамку, анодную и катодную камеры, разделенные перегородкой, причем рамка электродного элемента образована сваренными в углах стальными полосами, торцы которых защищены с анодной стороны титаном, а перегородка выполнена из биметаллического листа - сталь и титан. Между электродными элементами установлена ионообменная сульфокатионитная мембрана.
Станция работает следующим образом: в солевой бак загружают хлорид натрия (поваренную соль) по ГОСТ 13830, сорт "Высший" или "Экстра", одновременно подают на растворение водопроводную воду из расчета получения раствора хлорида натрия с концентрацией 300-320 г/дм3. Регулировочный бачок 1 позволяет производить автоматическое отключение воды и не допускать перелива раствора из бака. Далее через насос-дозатор приготовленный раствор электролита подают в аккумулирующую емкость, которая служит буфером, позволяющим поддерживать заданную скорость подачи электролита постоянной концентрации в мембранный электролизер и плавно ее регулировать с помощью ротаметра. В электролизере происходит процесс электрохимического разложения раствора хлорида натрия, на аноде выделяется хлор, который засасывается в эжектор и поступает в воду, при этом в магистраль подается хлорирующий агент, состоящий из раствора хлора в воде (хлорной воды) и примесей диоксида хлора и гипохлорит-иона, образование которых обусловлено протеканием следующих реакций:
Cl2+H2O=HOCl+HCl;
ClO-+2HOCl--ClO3+2Cl-+2H+
Na++ClO3--NaClO3
NaClO3+2HCl=0,5 Cl2+H2O+NaCl+ClO2
Образующийся в катодной камере католит в виде 10-20% раствора едкого натра поступает в накопитель щелочи, откуда насосом через теплообменник подается в эжектор. Теплообменник представляет собой кожухотрубчатый аппарат типа "труба в трубе" и предназначен для охлаждения католита до температуры не выше 36°С, охлаждающим агентом является вода. Заданный уровень температуры необходим для протекания реакций образования гипохлорита натрия с максимальным выходом. Получаемый гипохлорит натрия смешивается с хлорирующим агентом, поступающим в эжектор из анодной камеры электролизера, при этом содержание активного хлора в дезинфектанте повышается и составляет 0,9-2,0 г/дм3. В системе коммуникаций станции предусмотрена подача готового дезинфектанта как в контактный резервуар, так и в резервную накопительную емкость. Электрический ток на электролизер подается через тиристорный выпрямитель тока.
Введение циркуляционного контура, состоящего из накопителя щелочи, теплообменника и насоса, установленного между электролизером и эжектором, позволяет дополнительно проводить после электролиза получение гипохлорита натрия.
К недостаткам прототипа можно отнести то, что возможность устранения аварийных ситуаций в процессе работы станции обеззараживания полностью не устранены, что не позволяет обеспечить полную безопасность для обслуживающего персонала.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение безопасности для обслуживающего персонала за счет повышения надежности работы станции обеззараживания посредством исключения аварийных ситуаций и образования взрывоопасных ситуаций, без снижения бактерицидной активности дезинфектантов (жидкого хлора и/или гипохлорита натрия).
Технический результат достигается за счет того, что в станцию обеззараживания воды, включающую узел растворения и дозирования хлорида натрия, электролизер, разделенный перегородкой, разделяющей межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры, входные патрубки которых соответственно соединены с выходными патрубками аккумулирующей емкости раствора поваренной соли и через фильтр очистки воды с узлом подачи воды, а соответствующие выходные патрубки - с сепараторами католита и анолита, причем выходной патрубок сепаратора католита соединен с накопителем щелочи, а выходной патрубок сепаратора анолита - с эжектором, вход которого соединен с магистралью подачи воды, а также трубопроводы с установленными на них запорной аппаратурой и приборами контроля, внесены изменения: а именно:
- на выходе сепаратора католита установлен гидрозатвор для исключения попадания хлора в помещение станции;
- на выходе анолита установлен вакуум-пререрыватель для подвода воздуха, исключающий возможность образования взрывоопасной газообразной смеси;
- на выходе эжектора установлен обратный клапан, препятствующий разбавлению жидкого хлора;
- между узлом растворения и дозирования установлена промежуточная емкость из прозрачного органического стекла для контроля работы фильтра очистки раствора поваренной соли.
Кроме того, подача воды в электролизер может осуществляться через промежуточную емкость, аккумулирующую воду, с целью регулирования подачи ее в электролизер и исключения аварийной ситуации.
Включение между блоками приготовления и дозирования раствора электролита промежуточной емкости, выполненной из оргстекла, с перегородкой для отсекания твердой фазы, а также установка аккумулирующих емкостей раствора поваренной соли и воды выше электролизера и установление в циркуляционный контур католита гидрозатвора позволяет осуществить дозирование и циркуляционное движение раствора электролита без дополнительных затрат энергии, что повышает экономичность установки. Применение вакуум-прерывателя для отвода воздуха позволяет отводить воздух, не допуская образование взрывоопасных смесей. Установка обратного клапана позволяет избежать обратного потока дезинфектанта в электролитические камеры и в коммуникации электролизного контура.
Одно из преимуществ данной схемы заключается отсутствие необходимости очистки раствора электролита, поступающего в анодное пространство электролизера, от солей жесткости.
Один из возможных вариантов конструкции установки приведен на фиг.1. Станция обеззараживания воды содержит узел растворения, включающий растворный бак 1, снабженный щелевым фильтром (на фиг.1 не обозначен), промежуточную емкость 2, соединенную с дозировочным насосом 3, аккумулирующую емкость 7 раствора поваренной соли и воды 8, электролизер, разделенный пористой мембранной 4 на анодную 5 и катодную 6 камеры, выходы которых соответственно соединены сепаратором католита 12 и анолита 13 посредством патрубков 17 и 18, гидразатвор 10, размещенный на выходе сепаратора католита и вакуумпрерыватель 11, соединенный с выходом сепаратора анолита, а также выпрямитель 14, соединенный с электродами электролизера, накопительная емкость щелочи 15, умягчитель воды 16, обратный клапан 20 и ротаметры 21,22.
Работа станции осуществляется следующим образом.
В растворный бак 1 загружают в качестве исходного продукта поваренную соль по ГОСТ 13830, сорт "Высший" или "Экстра", одновременно подают на растворение водопроводную воду из расчета получения раствора хлорида натрия с концентрацией 300-320 г/дм3 (хлорид натрия). Одновременно осуществляется подача воды в магистраль 1.2-03-20, при этом вода, проходя через эжектор 9, создает разрежение во всасывающем патрубке эжектора 9. В нижней конической части растворного бака 1 установлен щелевой фильтр для очистки раствора от примесей. Для контроля за работой щелевого фильтра установлена промежуточная емкость 2, выполненная из оргстекла, с перегородкой для отсекания твердой фазы. Дозаторным насосом 3 очищенный раствор электролита закачивается в аккуммулирующую емкость 7, установленную выше электролизера, а затем самотеком поступает в электролизер, разделенный перегородкой 4 (пористой мембраны на две раздельный анодную 5 и катодную 6 камеры. Из аккумулирующей емкости 8 предварительно умягченная в ионообменном фильтре 16 вода также поступает в электролизер. Расход электролита и воды устанавливается соответственно ротаметрами 21, 22.
Электроды электролизера через тиристорный выпрямитель 14 соединены с источником электропитания установки.
В электролизере осуществляется электролиз раствора поваренной соли с образованием на аноде газообразного хлора, который смешивается с электролитом, а на катоде - водорода и гидроксильных ионов, которые связываются с ионами Na до получения едкого натра. Образующийся в анодной камере 5 растворенный хлор, пройдя через патрубок анолита 17, попадает в сепаратор анолита 13 и по магистрали 6.9.1 засасывается эжектором 9. При этом в сепаратор анолита 13 попадают растворенный хлор (анолит) и некоторая часть газообразного хлора. В сепараторе анолита 13 происходит разделение жидкой и газообразной фазы анолита. Поступающий из магистрали 3.1-01-15 воздух интенсифицирует процесс разделения фаз в сепараторе анолита 13. Кроме того, в сепараторе анолита 13 дополнительно образуется некоторое количество диоксида хлора, а также некоторых других оксидантов, которые обладают высокими окислительными и бактерицидными свойствами, и тем самым повышается активность хлорирующего агента. Хлорирующий агент засасывается эжектором 9 и смешивается с водой, проходящей по проточной магистрали, при этом вода насыщается хлорирующим агентом. Образующийся жидкий хлорирующий агент по магистрали 6.9-01-20 поступает в резервуар (на чертеже не показан) с обрабатываемой водой. На выходе эжектора 9 установлен обратный клапан 20 для предотвращения попадания дезинфектанта, обладающего большой бактерицидной активностью, в электролизный контур и электролитические камеры, а на выходе емкости анолита 13 - вакуумпрерыватель 11 для отвода воздуха через магистраль 3.1-01-15. Это исключает попадание хлорсодержащих паров и газов в помещение станций в случае возникновения нештатной ситуации. Например, отключение электроэнергии.
Образующийся в катодной камере 6 католит по патрубку католита 18 поступает в сепаратор католита 12, при этом газообразный водород выводится в атмосферу на свечу, предварительно пройдя через гидрозатвор 10, а раствор щелочи (едкого натра) поступает по магистрали 7.1-01-15 в накопительный бак щелочи 15.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет получить жидкий хлорирующий агент, обладающий высокоактивными бактерицидными свойствами, при этом процесс выработки жидкого хлорирующего агента является непрерывным и практически безаварийным, причем может быть осуществлен в непосредственной близости от места расположения резервуара с очищаемой водой.
Установка обеспечивает экономичность и надежность работы, удовлетворяет требованиям экологии, безопасности и удобства в эксплуатации. Получаемый в процессе работы установки побочный продукт (едкий натр) расширяет функциональные возможности использования установки.
В настоящее время разработана проектно-конструкторская документация станции обезазараживания по хозяйственному договору с заказчиком. Внедрение установки планируется в начале 2011 г.
Claims (3)
1. Станция обеззараживания воды, содержащая узел растворения хлорида натрия и дозирования полученного раствора, электролизер, снабженный перегородкой, разделяющей межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры, входные патрубки которых соответственно соединены с выходными патрубками аккумулирующей емкости раствора хлорида натрия и через фильтр очистки воды - с узлом подачи воды в электролизер, а соответствующие выходные патрубки электролизера - с сепараторами католита и анолита, причем выходной патрубок сепаратора католита соединен с накопителем щелочи, а выходной патрубок сепаратора анолита - с эжектором, вход которого соединен также с магистралью подачи воды, а также соответствующие трубопроводы с установленными на них запорной аппаратурой и приборами контроля, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена промежуточной емкостью для контроля работы фильтра очистки раствора хлорида натрия, гидрозатвором, вакуумпрерывателем и обратным клапаном, причем промежуточная емкость установлена между выходом узла растворения и входом узла дозирования, гидрозатвор - на дополнительном выходе сепаратора католита, вакуумпрерыватель - на выходе сепаратора анолита, а обратный клапан - на выходе эжектора.
2. Станция обеззараживания воды по п.1, отличающаяся тем, что промежуточная емкость выполнена из прозрачного материала, например оргстекла, и снабжена перегородкой для разделения фаз.
3. Станция обеззараживания воды по п.1, отличающаяся тем, что аккумулирующие емкости раствора хлорида натрия и воды установлены выше электролизера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152873/05A RU2459768C1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Станция обеззараживания воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152873/05A RU2459768C1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Станция обеззараживания воды |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010152873A RU2010152873A (ru) | 2012-06-27 |
| RU2459768C1 true RU2459768C1 (ru) | 2012-08-27 |
Family
ID=46681655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010152873/05A RU2459768C1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Станция обеззараживания воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459768C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570085C2 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-12-10 | Евгений Петрович Новичков | Способ и установка для обеззараживания воды |
| RU2618851C1 (ru) * | 2015-12-18 | 2017-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). | Вакуум-прерыватель для ректификационных колонн воздухоразделительных установок |
| RU204278U1 (ru) * | 2021-01-22 | 2021-05-18 | Евгений Николаевич Аракчеев | Электролизер станции обеззараживания воды |
| US11306402B2 (en) * | 2017-08-25 | 2022-04-19 | Blue Safety Gmbh | Device for obtaining electrolysis products from an alkali metal chloride solution |
| RU2784446C1 (ru) * | 2019-07-02 | 2022-11-24 | Свобода Франтишек | Четырехступенчатая модульная очистная установка для поверхностных вод |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701265A (en) * | 1985-05-29 | 1987-10-20 | Electrocell Ab | Chlorinating apparatus |
| RU2090519C1 (ru) * | 1995-12-06 | 1997-09-20 | Сергей Витальевич Баранов | Установка для получения жидкого хлорирующего агента |
| RU2281252C2 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Эко-Технология-НН" | Станция обеззараживания воды |
| RU2309900C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2007-11-10 | Владимир Александрович Прохоров | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов |
| RU2315132C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления |
-
2010
- 2010-12-23 RU RU2010152873/05A patent/RU2459768C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701265A (en) * | 1985-05-29 | 1987-10-20 | Electrocell Ab | Chlorinating apparatus |
| RU2090519C1 (ru) * | 1995-12-06 | 1997-09-20 | Сергей Витальевич Баранов | Установка для получения жидкого хлорирующего агента |
| RU2281252C2 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Эко-Технология-НН" | Станция обеззараживания воды |
| RU2315132C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления |
| RU2309900C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2007-11-10 | Владимир Александрович Прохоров | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570085C2 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-12-10 | Евгений Петрович Новичков | Способ и установка для обеззараживания воды |
| RU2618851C1 (ru) * | 2015-12-18 | 2017-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). | Вакуум-прерыватель для ректификационных колонн воздухоразделительных установок |
| US11306402B2 (en) * | 2017-08-25 | 2022-04-19 | Blue Safety Gmbh | Device for obtaining electrolysis products from an alkali metal chloride solution |
| RU2784446C1 (ru) * | 2019-07-02 | 2022-11-24 | Свобода Франтишек | Четырехступенчатая модульная очистная установка для поверхностных вод |
| RU204278U1 (ru) * | 2021-01-22 | 2021-05-18 | Евгений Николаевич Аракчеев | Электролизер станции обеззараживания воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010152873A (ru) | 2012-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101079470B1 (ko) | 차아염소산나트륨 발생장치 | |
| CN205710043U (zh) | 电解氯化钠的消毒装置 | |
| US20030006144A1 (en) | Electrolysis cell for generating chlorine dioxide | |
| KR101436138B1 (ko) | 해수전해 및 연료전지 복합시스템 | |
| EP0826794B1 (en) | Apparatus for producing hypochlorite | |
| JP5907501B2 (ja) | 次亜塩素酸塩の製造方法 | |
| RU2459768C1 (ru) | Станция обеззараживания воды | |
| JP3818619B2 (ja) | 次亜塩素酸塩の製造装置および製造方法 | |
| KR101427563B1 (ko) | 해수 전해 장치 | |
| KR20210015536A (ko) | 전기분해조 내에 구비된 티타늄 재질의 냉각관을 포함하는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치 | |
| KR101313698B1 (ko) | 염소소독수 생성장치 | |
| KR20140076540A (ko) | 해수전해 및 연료전지 복합시스템 | |
| JP7054554B2 (ja) | アルカリ金属塩化物溶液から電解生成物を得るためのデバイス | |
| KR101612099B1 (ko) | 전기분해장치 | |
| KR102120149B1 (ko) | 전기분해조 내에 티타늄 재질의 냉각관을 구비한 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치 | |
| KR101390651B1 (ko) | 메쉬전극을 포함하는 차아염소산나트륨 발생장치 | |
| RU2315132C2 (ru) | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления | |
| CN114293207A (zh) | 离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统和方法 | |
| CA2401203C (en) | Method and apparatus for the on-site generation of a gas | |
| RU2090519C1 (ru) | Установка для получения жидкого хлорирующего агента | |
| WO2022254878A1 (ja) | 次亜塩素酸ナトリウム溶液の製造方法および製造装置 | |
| RU2349682C2 (ru) | Электролизная установка для получения гипохлорита натрия | |
| RU2281252C2 (ru) | Станция обеззараживания воды | |
| KR100817730B1 (ko) | 이산화염소 발생장치 및 제조방법 | |
| KR20220048591A (ko) | 차아염소산나트륨 제조시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141224 |