RU56375U1

RU56375U1 - DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL CLEANING OF DRINKING WATER

Info

Publication number: RU56375U1
Application number: RU2006117247/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Ермаков; Николай Иванович Нефедов
Original assignee: Александр Васильевич Ермаков
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к области очистки питьевой воды, а именно к электрохимическим очистителям воды. Устройство для электрохимической очистки питьевой воды содержит реактор, выполненный в виде прямоугольного в поперечном сечении бака, электродный блок электрокоагуляции с пакетом параллельных катодов и анодов, расположенный в отдельном корпусе и шламосборник, установленный в верхней части реактора. На дне реактора выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, к которому подведена линия подачи сжатого воздуха, при этом над отверстием установлен щелевой колпачок, а стенки бака внутри выполнены с вертикально расположенными перфорированными ребрами-отбойниками. Подача воды осуществлена в районе днища реактора в центральной части одной из его боковых стенок в тангенциальном направлении в горизонтальной плоскости. Шламосборник содержит рассекатель-накопитель шлама, образованный в виде желоба, кромки боковых граней которого расположены параллельно днищу реактора, и образуют со стенками шламосборника щели от 1 до 5 мм, а дно шламосборника расположено с наклоном под углом 10°-45° относительно днища реактора в сторону слива шлама.The utility model relates to the field of drinking water purification, namely to electrochemical water purifiers. A device for electrochemical purification of drinking water contains a reactor made in the form of a tank rectangular in cross section, an electrode coagulation unit with a stack of parallel cathodes and anodes located in a separate housing and a sludge collector installed in the upper part of the reactor. At the bottom of the reactor, at least one hole is made to which a compressed air supply line is connected, a slotted cap is installed above the hole, and the tank walls are made with vertically arranged perforated fenders. Water was supplied in the region of the bottom of the reactor in the central part of one of its side walls in the tangential direction in the horizontal plane. The sludge collector contains a cutter-accumulator of sludge formed in the form of a trough, the edges of the side faces of which are parallel to the bottom of the reactor, and form slits from 1 to 5 mm with the walls of the sludge collector, and the bottom of the sludge collector is inclined at an angle of 10 ° -45 ° relative to the bottom of the reactor side discharge sludge.

Description

Полезная модель относится к области очистки питьевой воды, а именно к электрохимическим очистителям воды.The utility model relates to the field of drinking water purification, namely to electrochemical water purifiers.

Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее флотационную камеру и электролизер с пакетом растворимых электродов, установленный непосредственно под флотационной камерой, дно которой выполнено плоским с отверстием, совмещенным с выходным отверстием электролизера, в стенке флотационной камеры выполнено отверстие для вывода очищенной воды, а в крышке флотационной камеры выполнено отверстие для сброса образующихся газов и шлама (патент РФ на №2203226, МПК C 01 F 1/463, публикация 2003 г.).A device for the electrochemical purification of drinking water, containing a flotation chamber and an electrolyzer with a package of soluble electrodes, mounted directly below the flotation chamber, the bottom of which is made flat with a hole aligned with the outlet of the electrolysis cell, has a hole in the wall of the flotation chamber for outputting purified water, and the flotation chamber lid has a hole for discharging the generated gases and sludge (RF patent for No. 2203226, IPC C 01 F 1/463, publication of 2003).

Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее электродный блок электрокоагуляции, расположенный в отдельном корпусе, и реактор, в верхней части которого закреплена емкость шламосборника, на верхнем отверстии реактора установлена крышка в форме обратного конуса с возможностью вертикального перемещения, обладающая плавучестью, снизу электродного блока электрокоагуляции установлен входной патрубок, а сверху патрубок, соединяющий электродный блок с емкостью шламосборника (патент РФ на №2236381, МПК C 01 F 1/463, публикация 2004 г.).A device is known for electrochemical purification of drinking water, comprising an electrocoagulation electrode block located in a separate housing, and a reactor, in the upper part of which a sludge collector tank is fixed, a top cone-shaped lid with a possibility of vertical movement, which has buoyancy, is buoyant below the electrode block of electrocoagulation, an inlet pipe is installed, and on top of a pipe connecting the electrode block with the capacity of the sludge collector (RF patent for No. 2236381, IPC C 01 F 1/463, PU 2004 issue).

Известные устройства не позволяют в полной мере реализовать эффективную очистку воды в ходе всего комплекса процессов электрохимической коагуляции.Known devices do not allow to fully realize the effective purification of water during the whole complex of processes of electrochemical coagulation.

Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее электродный блок, выполненный в отдельном корпусе, в A device for electrochemical treatment of drinking water, containing an electrode unit made in a separate housing, in

котором установлен пакет параллельных катодов и анодов, имеющем нижний и верхний патрубки, средство для сбора шлама, выполненное в виде прямоугольного бака, верхняя часть которого переходит в усеченную пирамиду с отверстием, причем на ней жестко и герметично установлена емкость для шлама, в которой выполнены отверстия, одно в нижней части для сброса шлама, другое в верхней части для аварийного сброса воды, при этом в нижней части бака выполнены отверстия: одно центральное, в которое жестко установлен штуцер с размещенным в нем датчиком и входом флотатора, и боковые отверстия, в одно жестко установлен штуцер для выхода чистой воды, а в другое отверстие жестко установлен штуцер под углом для соединения нижней части бака с линией подвода воды от верхнего патрубка электродного блока, нижний патрубок, которого связан с клапаном линии подводки очищаемой воды (патент РФ на ПМ №48971 МПК C 01 F 1/463, публикация 2005 г.).which has a package of parallel cathodes and anodes having lower and upper nozzles, a means for collecting sludge, made in the form of a rectangular tank, the upper part of which goes into a truncated pyramid with an opening, and a sludge container in which holes are made is rigidly and hermetically installed , one in the lower part for the discharge of sludge, the other in the upper part for the emergency discharge of water, while the holes in the lower part of the tank are made: one central, in which the fitting with the sensor placed in it and in flotation chamber, and side openings, one has a rigidly mounted nozzle for clean water outlet, and the other has a rigidly mounted nozzle at an angle to connect the bottom of the tank to the water supply line from the upper branch pipe of the electrode block, the lower pipe, which is connected to the valve of the supply line purified water (RF patent for PM No. 48971 IPC C 01 F 1/463, publication 2005).

В известном устройстве расположение входящего патрубка в емкости флотатора-коагулятора рядом с боковой стенкой приводит к гашению энергии тангенциального потока, что не обеспечивает вращение всего объема воды в емкости флотатора-коагулятора, тем самым снижая эффективность гравитационной и градиентной коагуляции. Воздух в известном устройстве подается в дно емкости флотатора-коагулятора и отражаясь от него собирается в большие пузыри и выходит вверх только в центре емкости, что не обеспечивает полной флотации максимально возможного количества взвешенных примесей на поверхность емкости.In the known device, the location of the inlet pipe in the tank of the flotator-coagulator near the side wall leads to the quenching of the energy of the tangential flow, which does not ensure the rotation of the entire volume of water in the tank of the flotator-coagulator, thereby reducing the efficiency of gravitational and gradient coagulation. Air in the known device is supplied to the bottom of the tank of the flotator-coagulator and is reflected from it and is collected in large bubbles and comes up only in the center of the tank, which does not ensure complete flotation of the maximum possible amount of suspended impurities to the surface of the tank.

Кроме того, в известном устройстве в емкости флотатора-коагулятора при подаче воздуха происходит образование застойных зон, что приводит к неполному удалению воды со шламом из шламосборника.In addition, in the known device in the capacity of the flotator-coagulator when air is supplied, stagnant zones are formed, which leads to incomplete removal of water with sludge from the sludge collector.

Конструктивное выполнение шламосборника в известном устройстве приводит к большому расходу сбрасываемой в канализацию отработанной воды.The constructive implementation of the sludge trap in the known device leads to a large consumption of waste water discharged into the sewer.

Известно, что эффективность очистки вод коагуляцией определяется устойчивостью дисперсионной системы, которая зависит от свойств, характеризующих данную систему в целом, а также от свойств дисперсионной среды и дисперсионной фазы.It is known that the efficiency of water purification by coagulation is determined by the stability of the dispersion system, which depends on the properties that characterize this system as a whole, as well as on the properties of the dispersion medium and the dispersion phase.

Известно, что мицеллы гидролизованных коагулянтов коагулируют спонтанно во всем объеме дисперсной системы по механизму разветвленной цепи с образованием агрегатов преимущественно за счет межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса по принципу биомолекулярной реакции. Взаимодействие мицелл протекает в области быстрой коагуляции, когда все частицы, находящиеся в броуновском движении, при сближении слипаются.It is known that micelles of hydrolyzed coagulants coagulate spontaneously in the entire volume of a dispersed system by a branched chain mechanism with the formation of aggregates mainly due to inter-molecular forces of Van der Waals based on the principle of biomolecular reaction. The interaction of micelles proceeds in the region of rapid coagulation, when all particles in the Brownian motion stick together when approaching.

При гравитационной коагуляции в результате инерционных явлений осаждения осуществляется захват и подтягивание частиц.During gravitational coagulation as a result of inertial phenomena of deposition, particles are captured and pulled up.

При градиентной коагуляции в результате интенсивного перемешивания жидкости обеспечиваются наиболее благоприятные условия для гидролиза коагулянтов, максимальной скорости образования мицелл и первичных агрегатов золя, а также образования достаточно крупных быстрооседающих хлопьев.With gradient coagulation as a result of intensive mixing of the liquid, the most favorable conditions are provided for the hydrolysis of coagulants, the maximum rate of formation of micelles and primary sol aggregates, as well as the formation of sufficiently large rapidly settling flakes.

Таким образом, образовавшиеся в процессе гидролиза коагулянтов мицеллы и более крупные шарообразные агрегаты золя хемосорбируются на поверхности частиц в очищаемой жидкости.Thus, micelles formed during the hydrolysis of coagulants and larger spherical sol aggregates are chemisorbed on the surface of the particles in the liquid being purified.

Задачей настоящей полезной модели является создание устройства, в котором созданы условия для достижения эффективной гравитационной и градиентной коагуляции при электрохимической очистке, что позволяет повысить качество очистки питьевой воды.The objective of this utility model is to create a device in which conditions are created to achieve effective gravitational and gradient coagulation during electrochemical treatment, which improves the quality of drinking water treatment.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.The essence of the proposed utility model is as follows.

Устройство для электрохимической очистки питьевой воды содержит реактор, выполненный в виде прямоугольного в поперечном сечении бака, электродный блок электрокоагуляции с пакетом A device for electrochemical purification of drinking water contains a reactor made in the form of a rectangular tank in cross section, an electrode coagulation unit with a bag

параллельных катодов и анодов, расположенный в отдельном корпусе и шламосборник, установленный в верхней части реактора. На дне реактора выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, к которому подведена линия подачи сжатого воздуха, при этом над отверстием установлен щелевой колпачок, а стенки бака внутри выполнены с вертикально расположенными перфорированными ребрами-отбойниками. Подача воды осуществлена в районе днища реактора в центральной части одной из его боковых стенок в тангенциальном направлении в горизонтальной плоскости. Шламосборник содержит рассекатель-накопитель шлама, образованный в виде желоба, кромки боковых граней которого расположены параллельно днищу реактора, и образуют со стенками шламосборника щели от 1 до 5 мм, а дно шламосборника расположено с наклоном под углом 10°-45° относительно днища реактора в сторону слива шлама.parallel cathodes and anodes located in a separate housing and a sludge collector installed in the upper part of the reactor. At the bottom of the reactor, at least one hole is made to which a compressed air supply line is connected, a slotted cap is installed above the hole, and the tank walls are made with vertically arranged perforated fenders. Water was supplied in the region of the bottom of the reactor in the central part of one of its side walls in the tangential direction in the horizontal plane. The sludge collector contains a sludge-collector formed in the form of a trough, the edges of the side faces of which are parallel to the bottom of the reactor, and form slits from 1 to 5 mm with the walls of the sludge collector, and the bottom of the sludge collector is inclined at an angle of 10 ° -45 ° relative to the bottom of the reactor side discharge sludge.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлено устройство для электрохимической очистки питьевой воды; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - сечение ББ на фиг.1.The essence of the proposed utility model is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a device for electrochemical treatment of drinking water; figure 2 is a view of figure 1; figure 3 is a cross section of the BB in figure 1.

Устройство для электрохимической очистки питьевой воды содержит реактор 1, выполненный в виде прямоугольного в поперечном сечении бака, расположенный в отдельном корпусе электродный блок электрокоагуляции 2 с пакетом параллельных катодов и анодов, и шламосборник 3, установленный в верхней части реактора 1.A device for the electrochemical purification of drinking water contains a reactor 1 made in the form of a rectangular tank in cross section, an electrode coagulation electrode unit 2 with a stack of parallel cathodes and anodes located in a separate housing, and a sludge collector 3 installed in the upper part of the reactor 1.

В днище реактора 1 выполнено отверстие 4, к которому подведена линия 5 подачи сжатого воздуха давлением 0,5-3,0 атм. от воздушного компрессора.A hole 4 is made in the bottom of the reactor 1, to which a compressed air supply line 5 with a pressure of 0.5-3.0 atm is connected. from the air compressor.

Над отверстием 4 в реакторе 1 установлен щелевой колпачок 6. Стенки реактора 1 внутри выполнены с вертикально расположенными перфорированными ребрами-отбойниками 7.Above the hole 4 in the reactor 1, a slotted cap 6 is installed. The walls of the reactor 1 inside are made with vertically arranged perforated fenders-fenders 7.

Подача исходной воды осуществлена в тангенциальном в горизонтальной плоскости направлении через патрубок 8, расположенный в районе днища реактора 1 в центральной части одной из боковых стенок.The source water was supplied tangentially in the horizontal plane through the pipe 8 located in the region of the bottom of the reactor 1 in the central part of one of the side walls.

Шламосборник 3 содержит рассекатель-накопитель 9 шлама, образованный в виде желоба. Торцевые кромки 10 рассекателя-накопителя 9 приварены к стенкам шламосборника, а верхние кромки 11 боковых граней расположены параллельно днищу реактора и между ними и близлежащими стенками шламосборника образованы щели размером от 1 до 5 мм.Sludge collector 3 contains a slice-accumulator 9 of sludge formed in the form of a gutter. The end edges 10 of the slider-accumulator 9 are welded to the walls of the sludge collector, and the upper edges 11 of the side faces are parallel to the bottom of the reactor and gaps from 1 to 5 mm are formed between them and the adjacent walls of the sludge collector.

Дно 12 желоба шламосборника расположено с наклоном под углом 10°-45° относительно днища реактора в сторону слива шлама. Слив шлама осуществляется через патрубок 13.The bottom 12 of the gutter of the sludge collector is inclined at an angle of 10 ° -45 ° relative to the bottom of the reactor towards the discharge of sludge. Sludge is discharged through pipe 13.

Выход очищенной воды из реактора осуществляется через патрубок 14.The output of purified water from the reactor is carried out through the pipe 14.

Для нейтрализации заряда частиц и отвода накопившегося статического заряда в воде, емкость дополнительно заземлена (не показано).To neutralize the charge of particles and to discharge the accumulated static charge in water, the tank is additionally grounded (not shown).

Устройство для электрохимической очистки питьевой воды работает следующим образом.A device for electrochemical purification of drinking water works as follows.

Исходная вода проходит через электродный блок электрокоагуляции 2 и далее подается в реактор через патрубок 8 в тангенциальном в горизонтальной плоскости направлении.The source water passes through the electrode block of electrocoagulation 2 and then is fed into the reactor through the pipe 8 in the direction tangential in the horizontal plane.

Подача воды под углом в центре боковой стенки позволяет обеспечить вращение всего объема воды в емкости реактора для обеспечения соударений мицел анодных гидроаксидов.The water supply at an angle in the center of the side wall allows the rotation of the entire volume of water in the reactor vessel to provide collisions of the anode hydroxide micelles.

После заполнения емкости реактора, датчик верхнего уровня (не показан) прекращает подачу воды, и далее в течение 10-15 минут происходят процессы активного хлопьеобразования с укрупнением шламовых конгломератов и их кристаллизация. После After filling the reactor vessel, the upper level sensor (not shown) stops the water supply, and then within 10-15 minutes there are processes of active flocculation with the enlargement of sludge conglomerates and their crystallization. After

запрограммированной выдержки времени происходит сброс скопившегося в шламосборнике кристаллизованного шлама. За 2 минуты до начала сброса шлама включается подача сжатого воздуха, и с помощью щелевого колпачка 6, установленного над отверстием 4 в днище реактора, создаются восходящие потоки мелкодисперсного воздуха, которые флотируют на поверхность шламосборника мелкодисперсную взвесь.the programmed time delay, the crystallized sludge accumulated in the sludge collector is discharged. 2 minutes before the start of the sludge discharge, compressed air is turned on, and using the slotted cap 6 installed above the hole 4 in the bottom of the reactor, upward flows of fine air are created, which float fine dust on the surface of the sludge collector.

При подаче сжатого воздуха создается достаточное количество диспергированного воздуха во всем объеме емкости и тем самым обеспечивается максимальный вынос взвешенных частиц на поверхность шламосборника.When compressed air is supplied, a sufficient amount of dispersed air is created in the entire volume of the tank, and this ensures the maximum removal of suspended particles to the surface of the sludge collector.

Введение перфорированных ребер отбойников на боковых стеннах емкости реактора обеспечивает гарантированное соударение мицел анодных гидроксидов, что повышает эффективность гравитационной и градиентной коагуляции.The introduction of perforated ribs of fenders on the side walls of the reactor vessel provides guaranteed collision of the anode hydroxide micel, which increases the efficiency of gravitational and gradient coagulation.

Работа реактора прекращается одновременно с закрытием электромагнитного клапана (не показан) сброса шлама. Такой режим позволяет за счет подпора воздушного столба не допустить опускание мелкодисперсного шлама обратно в емкость.The operation of the reactor ceases simultaneously with the closure of the electromagnetic valve (not shown) sludge discharge. This mode allows, due to the air column backwater, to prevent the fine sludge from falling back into the tank.

После сброса шлама происходит выдача обработанной воды потребителям.After sludge discharge, treated water is dispensed to consumers.

Шламосборник обеспечивает 100% слив шлама, уменьшается количество воды сбрасываемой в канализацию, работает как рассекатель воздушного потока, что исключает возможность появления застойных зон.The sludge collector provides 100% discharge of sludge, the amount of water discharged into the sewer is reduced, it works as a divider of the air flow, which eliminates the possibility of stagnant zones.

Использование предложенного устройства позволяет существенно повысить качество очистки питьевой воды.Using the proposed device can significantly improve the quality of drinking water.

Claims

A device for the electrochemical purification of drinking water, comprising a reactor made in the form of a rectangular tank in cross section, an electrocoagulation electrode unit with a package of parallel cathodes and anodes located in a separate housing, and a sludge collector installed in the upper part of the reactor, characterized in that the reactor bottom is made at least one hole to which a compressed air supply line is connected, and a slotted cap is installed above the hole, the walls of the reactor are vertically arranged inside with perforated fenders, the source of water was supplied tangentially in a horizontal plane in the region of the bottom of the reactor in the central part of one of its side walls, while the sludge collector contains a slurry storage device formed in the form of a trench, the edges of the side faces of which are parallel to the bottom reactor, and form slots with walls of the sludge collector from 1 to 5 mm, and the bottom of the trough of the sludge collector is inclined at an angle of 10-45 ° relative to the bottom of the reactor towards the discharge of sludge.