RU6562U1

RU6562U1 - WATER TREATMENT PLANT

Info

Publication number: RU6562U1
Application number: RU97106586/20U
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Сергеев; Анатолий Иосифович Янковский; Николай Михайлович Папурин; Юрий Михайлович Кащеев; Владимир Александрович Риц
Original assignee: Виктор Владимирович Сергеев; Анатолий Иосифович Янковский; Николай Михайлович Папурин; Юрий Михайлович Кащеев; Владимир Александрович Риц
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-05-16

Abstract

1. Установка для очистки воды, включающая электрокоагулятор с комплектом растворимых металлических электродов, напорный флотатор с системой трубопроводов подачи водовоздушной смеси и электрофлотатор с комплектом нерастворимых электродов, отличающийся тем, что электрокоагулятор, напорный флотатор и электрофлотатор выполнены в едином корпусе в виде блока физико-химической очистки, вводной патрубок которого расположен выше рабочих электродов электрокоагулятора, причем электрокоагулятор, напорный флотатор и электрофлотатор соединены последовательно, блок физико-химической очистки снабжен системой трубопроводов для подачи водовоздушной смеси, при этом часть трубопроводов установлена под электродами электрокоагулятора, при этом устройство дополнительно снабжено блоком предварительного анодного окисления, расположенным перед блоком физико-химической очистки.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена блоком доочистки для электрохимического дожигания растворенных примесей.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок предварительного анодного окисления выполнен в виде камеры, снабженной пакетом плоскопараллельных нерастворимых пластин, попарно разделенных сепаратором, а межэлектродное пространство заполнено каталитически активированным активным углем.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок доочистки выполнен в виде емкости, состоящей из двух полостей, в одной из которых расположены нерастворимые электроды, а полость перед выводным патрубком разделена перегородкой и заполнена каталитически активированным сорбентом, например углем или селикогелем.1. Installation for water purification, including an electrocoagulator with a set of soluble metal electrodes, a pressure flotator with a piping system for supplying an air-air mixture and an electroflotator with a set of insoluble electrodes, characterized in that the electrocoagulator, pressure flotator and electroflotator are made in a single body in the form of a physico-chemical unit purification, the inlet pipe of which is located above the working electrodes of the electrocoagulator, and the electrocoagulator, pressure flotator and electroflotator are connected sequentially, the physicochemical purification unit is equipped with a piping system for supplying the water-air mixture, while some of the pipelines are installed under the electrocoagulator electrodes, while the device is additionally equipped with a preliminary anode oxidation unit located in front of the physicochemical purification unit. 2. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a post-treatment unit for electrochemical afterburning of dissolved impurities. Installation according to claim 1, characterized in that the preliminary anodic oxidation unit is made in the form of a chamber equipped with a package of plane-parallel insoluble plates separated in pairs by a separator, and the interelectrode space is filled with catalytically activated activated carbon. Installation according to claim 1, characterized in that the aftertreatment unit is made in the form of a container consisting of two cavities, in one of which insoluble electrodes are located, and the cavity in front of the outlet pipe is divided by a partition and filled with a catalytically activated sorbent, such as coal or selicogel.

Description

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ.INSTALLATION FOR CLEANING WATER.

Полезная модель относится к области очистки водных потоков от примесей органической и неорганической природы и может быть использовано в технологии химических производств, машиностроении, гальванических производствах и т.д. для решения, проблем обеспечения экологической безопасности, создания систем оборотного водоснабжения, совершенствования циклов водоподготовки.The utility model relates to the field of purification of water flows from impurities of organic and inorganic nature and can be used in technology of chemical production, mechanical engineering, galvanic production, etc. to solve the problems of ensuring environmental safety, creating recycling water supply systems, improving water treatment cycles.

Известны различные устройства для электрохимической очистки воды ( И.Г. Краснобородько, E.G. Светашова Электрохимическая очистка сточных вод, Л.. 1978, стр. 49, 53, 61), например, аппарат для элекгрофлотации с электродами, выполненными в виде пластин или трехгранных призм, напорный электрокоагулятор со смешаной схемой движения воды в вертикальном направлении с пакетом электродов из железных или алюминиевых пластин, аппарат для электрохимического окисления, состоящий из шестнадцати электролизных ячеек, образованных вертикально расположенными электродами.Various devices for electrochemical water treatment are known (I. G. Krasnoborodko, EG Svetashova Electrochemical wastewater treatment, L. .. 1978, p. 49, 53, 61), for example, an electroflotation apparatus with electrodes made in the form of plates or trihedral prisms , pressure electrocoagulator with a mixed vertical flow of water with a package of electrodes made of iron or aluminum plates, an apparatus for electrochemical oxidation, consisting of sixteen electrolysis cells formed by vertically arranged ektrodami.

Известно устройство для очистки воды, включающее центрифугу для механического разделения водных потоков, электрокаогулятор горизантальный с отстойником, снабженный железными электродами, подсоединенными к реверсивному источнику постоянного тока, напорный флотатор с системой газонасыщения рециркуляционного потока и инже1сторами для ввода газо-воздушной смеси во флотационную камеру, горизонтальный флотатор с системой плоскопараллельных нерастворимых электродов, пеноприемник, отводной трубопровод которого соединен с камерой приема исходных водных потоков.( SU, Авторское свидетельство № 1171440, СО2 F 9/00, 1985 г.)A device for water purification is known, which includes a centrifuge for mechanically separating water flows, a horizontal electric locator with a sump, equipped with iron electrodes connected to a direct current reverse source, a pressure flotator with a gas saturation system for the recirculation flow and injectors for introducing the gas-air mixture into the flotation chamber, horizontal a flotator with a system of plane-parallel insoluble electrodes, a foam receiver, the drain pipe of which is connected to the receiving chamber raw water flows. (SU, Inventor's certificate 1171440 № CO2 F 9/00, 1985 YG)

Указанное устройство не обеспечивает высокую степень очистки водных потоков от растворенных и дисперсных примесей и характеризуется высокими энергозатратами на проведение просесса очистки.The specified device does not provide a high degree of purification of water flows from dissolved and dispersed impurities and is characterized by high energy consumption for the purification process.

Задачей полезной модели является разработка установки, обеспечивающей повышение степени очистки от растворенных и мелкодисперсных примесей, обладающего повышенной надежностью.The objective of the utility model is to develop an installation that provides an increase in the degree of purification from dissolved and finely dispersed impurities, which has increased reliability.

Задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

Установкавключает электрокоагулятор, напорный флотаториInstallation includes electrocoagulator, pressure flotator

электрофлотатор, выполненные в едином корпусе в виде блока физико-химической очистки, вводной патрубок которого расположен выше рабочих электродровelectroflotator, made in a single body in the form of a physico-chemical cleaning unit, the inlet pipe of which is located above the working electrodes

МКИ С02 F 9/00 MKI C02 F 9/00

элеетрокоагулятора. Элеетрокоагулятор, напорный флотатор и элекгрофлотатор соединены последовательно. Блок физико-химической очистки снабженelectrocoagulator. The elektrokoagulyator, pressure flotator and electroflotator are connected in series. The physicochemical treatment unit is equipped with

трубопроводами для подачи водо-воздушной смеси, при этом часть трубопроводов установлена под электродами электрокоагулятора.pipelines for supplying a water-air mixture, while some of the pipelines are installed under the electrocoagulator electrodes.

Устройство дополнительно снабжено блоком предварительного анодного окисления , расположенным перед блоком физико-химической очистки..The device is additionally equipped with a preliminary anodic oxidation unit located in front of the physicochemical purification unit ..

Кроме того, устройство может быть снабжено блоком доочистки для элеетрохимического дожигания растворенных примесей.In addition, the device can be equipped with a post-treatment unit for electrochemical afterburning of dissolved impurities.

Блок предварительного анодного окисления выполнен в виде камеры, снабженной пакетом плоскопараллельных нерастворимых пластин, попарно разделенных сепаратором, межэлектродное пространство заполнено каталитически аетивированным активным углем. Уголь активирован металлооксидным катализатором.The preliminary anodic oxidation unit is made in the form of a chamber equipped with a package of plane-parallel insoluble plates separated by a separator in pairs, the interelectrode space is filled with catalytically aetiated activated carbon. Coal is activated by a metal oxide catalyst.

Блок доочистки, предназначенный для электрохимического дожигания растворенных примесей выполнен в виде емкости, состоящей из двух полостей, в одной из которых расположены нерастворимые элеетроды, а полость перед выводным патрубком разделена перегородкой и заполнена каталитически активированным сорбентом, например, углем или селикогелем, с нанесенной на поверхность двуокисью марганца.A post-treatment unit designed for the electrochemical afterburning of dissolved impurities is made in the form of a container consisting of two cavities, one of which contains insoluble eletrodes, and the cavity in front of the outlet pipe is divided by a partition and filled with a catalytically activated sorbent, for example, coal or selicogel, deposited on the surface manganese dioxide.

Блок предварительного окисления, установленный перед блоком физикохимической очистки, позволяет частично окислить растворенные плохо коагулирующие органические вещества до образования карбоксильных групп, которые затем хорошо адсорбируются гидроокисями А1 и Fe. При подаче напряжения на электроды блока доочистки пористая поверхность угольной каталитической засыпки подвергается анодной поляризацииThe preoxidation unit installed in front of the physicochemical purification unit allows partially oxidizing dissolved poorly coagulating organic substances to form carboxyl groups, which are then well adsorbed by hydroxides A1 and Fe. When voltage is applied to the electrodes of the aftertreatment unit, the porous surface of the carbon catalytic backfill undergoes anodic polarization

Расположение входного патрубка блока физико-химической очистки выше рабочих электродов электрбкоагулятора связано с тем, что выделяемый на катоде электрокоагулятора водород флотирует часть коагулянта, адсорбирующего загрязнения.The location of the inlet pipe of the physico-chemical cleaning unit above the working electrodes of the electrocoagulator is due to the fact that the hydrogen released at the cathode of the electrocoagulator floats part of the coagulant adsorbing contamination.

Расположение части трубопроводов для ввода водо-воздушной смеси под электродами электрокоагулятора обеспечивает более быстрое созревание коагулянта, т.е. более быстрый процесс извлечения загрязнений и, и как следствие уменьшение габаритов установки.The location of the part of the pipelines for introducing the air-water mixture under the electrocoagulator electrodes provides faster coagulant maturation, i.e. faster process of extraction of contaminants and, and as a result, reduction of the dimensions of the installation.

Блок доочистки устанавливают в случае, когда исходное содержание растворенных органических веществ велико и требуется более глубокая доочистка сточных вод.The aftertreatment unit is installed in the case when the initial content of dissolved organic substances is high and deeper wastewater treatment is required.

На рис.1 представлена принципиальная технологическая схема полезной модели.Figure 1 shows a schematic flow diagram of a utility model.

Основные элементы схемы : 1 - блок предварительного анодного окисления, 2 электроды, попарно изолированные сепаратором, 3 - межэлектродная загрузка из активного угля, 4 - блок физико-химической очистки, 5 - электрокаогулятор, 6 напорный флотатор, , 7 - электрофлотатор, 8 - электроды электрофлотатора, 9 вводной патрубок, 10 - выводной патрубок, 11 - электроды элекгрокоагулятора, 12 блок доочистки, 13 - вводной патрубок блока доочистки 12, 14 - выводной патрубок блока доочистки 12, 15 - электроды блока доочистки 12, 16 - перегородка, 17 углеродный адсорбент в блоке доочистки 11, 18 - эжектор, 19 - насос, 20 - трубы для подачи водо-воздушной смеси, 21 - трубопровод байпасного отвода воды.The main elements of the circuit: 1 - pre-anodic oxidation unit, 2 electrodes, pairwise isolated by a separator, 3 - interelectrode loading from activated carbon, 4 - physicochemical treatment unit, 5 - electrocogulator, 6 pressure flotator, 7 - electroflotator, 8 - electrodes electroflotator, 9 inlet pipe, 10 - outlet pipe, 11 - electrocoagulator electrodes, 12 after-treatment unit, 13 - after-treatment unit inlet pipe 12, 14 - after-treatment unit outlet pipe 12, 15 - after-treatment unit electrodes 12, 16 - baffle, 17 carbon adsorbent in block doo cleaning 11, 18 - ejector, 19 - pump, 20 - pipes for supplying a water-air mixture, 21 - bypass water discharge pipe.

Загрязненный водный поток подают в блок 1 предварительного анодного окисления. При подаче напряжения на электроды 2 блока 1, пористая поверхность угольной каталитической загрузки 3 подвергается анодной поляризации, при этом растворенные в воде органические вещества, адсорбируясь на поверхности, частично окисляются и химически трансформируются.The contaminated water stream is fed to pre-anodic oxidation unit 1. When voltage is applied to the electrodes 2 of block 1, the porous surface of the coal catalytic charge 3 undergoes anodic polarization, while the organic substances dissolved in water, adsorbed on the surface, are partially oxidized and chemically transformed.

Из блока предварительного анодного окисления 1 поток направляют через вводной патрубок 9 блока физико-химической очистки в элекгрокаогулятор 5. Частично окисленные органические вещества лучше извлекаются каогулянтом, генерируемым в электрокаогуляторе 5. Генерация под действием постоянного тока каогулянта на элекгродах 2 происходит за счет процесса электрохимического растворения металлических анодов из железа, алюминия или их сплавов. Количество генерируемого каог/лянта регулируют, изменяя величину постоянного тока в зависимости от количества загрязнений и мощности обрабатываемого потока. Для более равномерного расхода электродов 11 и предотвращения их пассивации периодически изменяют их полярность, реверсируя ток. Одновременно с помощью насоса 19 и эжекгора 18 в подэлектродное пространство электорокаогулятора 5 подают водо-воздушную смесь. Пузырьки воздуха совместно с выделяемым на катоде водородом турбулизуют в подэлекгродном пространстве поток обрабатываемой жидкости, вследствие чего депассивируются электроды 11, снижается на них рабочее напряжение, повышается эффективность каогуляции и интенсифицируется флотационная составляющая, что повышает степень очистки потока.From the preliminary anodic oxidation unit 1, the flow is directed through the inlet pipe 9 of the physicochemical purification unit to the electrocogulator 5. Partially oxidized organic substances are better extracted by the coagulant generated in the electrocogulator 5. Generation under the influence of direct current of the coagulant on electrogods 2 occurs due to the process of electrochemical dissolution of metal anodes of iron, aluminum or their alloys. The amount of kaog / lant generated is controlled by changing the direct current value depending on the amount of contaminants and the power of the processed stream. For a more uniform consumption of the electrodes 11 and to prevent their passivation, their polarity is periodically changed, reversing the current. At the same time, using the pump 19 and the ejector 18, a water-air mixture is fed into the sub-electrode space of the electococoagulator 5. Air bubbles together with hydrogen released at the cathode turbulence in the subelectrode space the flow of the treated liquid, as a result of which the electrodes 11 are depassivated, the working voltage is reduced on them, the coagulation efficiency is increased and the flotation component is intensified, which increases the degree of purification of the stream.

Водо-воздушную смесь получают, отбирая часть водного потока из элекгрофлотатора 7 по байпасному трубопроводу 21, и направляют по трубопроводам 20 в подэлектродное пространство электрокаогулятор 5 и на напорный флотатор 6.The water-air mixture is obtained by taking part of the water stream from the electro-swotter 7 through the bypass pipe 21, and the electrocogulator 5 and the pressure flotator 6 are sent through pipelines 20 to the sub-electrode space.

Напорная флотация в блоке 6 обеспечивает доокисление Fe(OH)2- каогулянта в Ре(ОН)з - каогулянт и вывод из устройства крупнодисперсных веществ.Pressure flotation in block 6 provides the additional oxidation of Fe (OH) 2 - coagulant in Fe (OH) s - coagulant and the removal of coarse substances from the device.

В блоке электрофлотации 7, оборудованном электродами 8, выполненными в виде плоскопараллельных пластин, происходит элеюгролиз воды и производится флотация выделяющимися при этом газами. Элекгрофлотация обеспечивает вывод мелкодисперсных примесей.In the electroflotation unit 7, equipped with electrodes 8 made in the form of plane-parallel plates, the water is electrolysed and flotation is carried out with the gases released in this case. Electroflotation provides the withdrawal of finely dispersed impurities.

В случае, когда содержание растворенных органических загрязнений велико или требуется более глубокая их доочистка, устанавливают блок доочистки 12 электрохимического доокислителя с вводным 13 и выводным 14 патрубками, электродами 15, перегородкой 16 и углеродным адсорбентом 17.In the case when the content of dissolved organic contaminants is large or requires a deeper post-treatment, an after-treatment unit 12 of an electrochemical oxidizer with an inlet 13 and outlet 14 pipes, electrodes 15, a baffle 16 and a carbon adsorbent 17 is installed.

Разработанная установка обеспечивает обработку водных потоков с содержанием взвешанных веществ до 1000мг/л, нефтепродуктов до 2000 мг/л, железа до 100 мг/л, цинка, меди, хрома, никеля, и других тяжелых металлов до 50 мг/л. При этом энергозатраты не превышают 1,5-2 Квтч/м. Установка способна перерабатывать воды, содержащие фенолы, альдегиды, органические кислоты, радионуклиды и другие загрязнения.The developed installation provides the processing of water flows with suspended solids up to 1000 mg / l, oil products up to 2000 mg / l, iron up to 100 mg / l, zinc, copper, chromium, nickel, and other heavy metals up to 50 mg / l. At the same time, energy consumption does not exceed 1.5-2 kWh / m. The plant is capable of processing water containing phenols, aldehydes, organic acids, radionuclides and other contaminants.

Таблица результатов анализов промышленной сточной воды до и после переработки промышленной сточной воды в соответствие с разработанной полезной моделью.The table of results of analyzes of industrial wastewater before and after the processing of industrial wastewater in accordance with the developed utility model.

Claims

1. Installation for water purification, including an electrocoagulator with a set of soluble metal electrodes, a pressure flotator with a piping system for supplying an air-air mixture and an electroflotator with a set of insoluble electrodes, characterized in that the electrocoagulator, pressure flotator and electroflotator are made in a single body in the form of a physico-chemical unit purification, the inlet pipe of which is located above the working electrodes of the electrocoagulator, and the electrocoagulator, pressure flotator and electroflotator are connected sequentially, the physico-chemical cleaning unit is equipped with a piping system for supplying the water-air mixture, while some of the pipelines are installed under the electrocoagulator electrodes, while the device is additionally equipped with a preliminary anode oxidation unit located in front of the physico-chemical cleaning unit.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a post-treatment unit for electrochemical afterburning of dissolved impurities.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the preliminary anodic oxidation unit is made in the form of a chamber equipped with a package of plane-parallel insoluble plates separated by a separator in pairs, and the interelectrode space is filled with catalytically activated activated carbon.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the aftertreatment unit is made in the form of a container consisting of two cavities, in one of which insoluble electrodes are located, and the cavity in front of the outlet pipe is divided by a partition and filled with a catalytically activated sorbent, such as coal or selicogel.