SU1428707A1

SU1428707A1 - Устройство дл электрохимической обработки воды

Info

Publication number: SU1428707A1
Application number: SU864022027A
Authority: SU
Inventors: Александр Валентинович Николаев; Анатолий Дмитриевич Семенов; Василий Дмитриевич Гутыря; Алексей Михайлович Мордвинцев; Виктор Антонович Дрозденко; Виктор Михайлович Караваев
Original assignee: Южный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации; Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1988-10-07

Abstract

Изобретение касаетс очистки природных и сточных вод, систем индустриального водоснабжени , жизнеобеспечени и аэрации водных пространств и позвол ет повысить степень насыщени 2 воды электролитическим кислородом, снизить энергозатраты и предотвратить образование взрывоопасной cMecrf; Устройство содержит катоды 1, выполненные в виде дисков из пористого тита-. на, и чередующиес с ними металлические аноды 2. Диски закреплены на горизонтальной металлической оси 3. Катодные диски снабжены радиальной прорезью и посажены непосредственно на ось, а анодные изолированы от нее втулками 4 из .изол ционного материала. Между дисками имеетс набор диэлектрических шайб 5. Катодные диски по периферии имеют двусторонние выступы. Ось устройства одновременно выполн ет функцию токоподвода к катодным дискам и при помощи гибкого изолированного провода 6 подсоедин етс к отрицательному полюсу источника питани . о (f. с 1 3.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

Description

о |

Изобретение относитс к области насьпцени воды электролитическим кислородом и может быть использовано дл очистки природных и сточных вод, систем индустриального водоснабжени , жизнеобеспечени и аэрации водных пространств.

Цель изобретени - повышение эффектйвности насыщени воды электролити- д и энергично раствор етс в толще воды

ческим кислородом, снижение энергоемкости и предотвращение образовани взрывоопасной смеси.

На фиг,1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - анод и катод.

Устройство содержит катоды 1, выполненные в виде дисков из пористого титана, и чередующиес с ними металлические дисковые аноды 2. В центре электродных дисков имеютс отверсти позвол ющие закрепл ть электроды на горизонтальной металлической оси 3. Катоды размещаютс непосредственно на оси, соприкаса сь с ней и образу таким образом, с осью электрический контакт. Дл изол ции анодных дисков от оси используютс втулки 4 из изол ционного материала, например текстолита . Регулирование зазора между электродными парами осуществл етс набором диэлектрических шайб 5. Катодные диски по внешнему периметру имеют двусторонние выступы, нижн плоскость которых наклонена под углом 110-160 к боковой поверхности диска

а также радиальную прорезь шириной, равной диаметру оси, -что обеспечивает съемную конструкцию катодов. Ось устройства одновременно выполн ет

функцию Iтокоподвода к катодным дискам д свою очередь, св зан с диаметром

путем ее подключени изолированным проводником 6 к отрицательному полюсу источника питани . Анодные диски со-, един ютс между собой-и положительным

пор d.

Диаметр пористых дисков 0,175 м, об 20-40%, d 20-300 мкм, врем работы 2 ч, плотность

ным проводом 7. Общее число дисков в устройстве зависит от условий рабона .видимую по- рНыск 7,7, давлетока источником питани гибким изолирован- дд верхность 50 А-м,

ние 1,018 -10 Па, межэлектродный за- ,зор 0,004 м, исходное содержание кисты и в среднем составл ет 4-5 щт. при плотности тока ЗА-м , рассто ние между анодом и катодом не более 5 мм, внешний диаметр диэлектрических шайб 25-27 мм при диаметре оси 20 мм. Катоды с оси легко снимаютс и замен ютс другими. Устройство опускаетс в водоем и при необходимости может быть зафиксировано на любой глубине при помощи поплавков.

Устройство работает следующим образом.

-3

50

55

лорода в воде 6,63 10 кг-м,объем катодного материала 7,6-10 м.

Сравнительные данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы, при изменении характеристик титана по пористости об 20-75% и по диаметру пор d 20-. 300 мкм содержание газообразного водорода в пористом материале .измен ет с от 0,133 до 0,213 м , количество растворенного кислорода от 7,51

После включени электрического тока на электродах протекает электрохимическа реакци разложени воды.

На аноде происходит выделение кисг лррода, а на катоде - водорода, причем реакци на катоде протекает в порах электрода. Выдел ющийс кислород имеет высокую степень дисперсности

j

0 5 g

5

без образовани пузырей. Использование пористого титана с коэффициентом пористости 40-60% и диаметром пор 20-300 мкм позвол ет эффективно поглощать вьщеллющийс на катоде водород по градиенту движени его пузырьков , а особенно в зоне периферийного выступа. В этой зоне непоглощенный порами титана водород образует укрупненные газовые пузырьки, которые в значительной степени преп тствуют их дальнейшему смешиванию с диспергированным кислородом за счет уменьшени полезной площади их соприкосновени . Выполнение нижней плоскости выступа под углом в пределах 110 - 160° к боковой поверхности дисков способствует свободному выходу укрупненных пузырьков через воду в атмосферу.

Повьш1ение эффективности насъщени воды кислородом и исключение образо-. вани взрывоопасной смеси достигаетс за счет поглощени выдел ющегос водорода материалом катода, в данном случае пористым титаном. Интенсивность газопоглощёни в общем случае пр мо пропорциональна коэффициенту пористости об и величине среднего эффективного радиуса пор (СЭРП), который, в

пор d.

Диаметр пористых об 20-40%, d 20-300 2 ч, плотность

тока верхность 50 А-м,

ние 1,018 -10 Па, межэлектродный за- ,зор 0,004 м, исходное содержание кис-3

0

5

Сравнительные данные приведены в таблице.

31428707

xIO кг. до 8, 16 10 КГ М , смеси, электроды выполнены в виде т.е. во всех случа х наблюдаетс эф параллельных металлических дисков, фект, который может несколько варьиро-. размещенных на одной горизонтальной ватьс в зависимости от характеристик металлической оси и разделенных между электродного материала. собой шайбами из изол ционного материала , причем катодные диски выполнеФормула изобретени ныиз пористого титана с двусторонним

выступом по периметру, снабжены ради1 . Устройство дл электрохимичес- 10 альной прорезью, анодные диски изоли- кой обработки воды, содержащее меТал- рованы от оси диэлектрическими про- лические электроды, со,единенные с ис- кладками и ось подключен а к отрица- точником электрического тока, от- тельному полюсу источника тока, личающеес тем, что, с

целью повышени степени насьпцени 15 2. Устройство по п.1, о т л и ч а- воды электролитическим кислородом, а ю щ е е с тем, что катодные диски . также снижени энергозатрат и предот- выполнен а из титана с пористостью вращени образовани взрьшоопасной 40-60% и диаметром пор 20-300 мкм.

Анод

Фиг.г

Kofnod

Claims

Формула изобретения

1. Устройство для электрохимичес- 10 кой обработки воды, содержащее металлические электроды, соединенные с источником электрического тока, отличающееся тем, что, с целью повышения степени насыщения 15 воды электролитическим кислородом, а также снижения энергозатрат и предотвращения образования взрывоопасной

07 ⁴ · смеси, электроды выполнены в виде параллельных металлических дисков, размещенных на одной горизонтальной металлической оси и разделенных между собой шайбами из изоляционного материала, причем катодные диски выполнены из пористого титана с двусторонним выступом по периметру, снабжены радиальной прорезью, анодные диски изолированы от оси диэлектрическими прокладками и ось подключена к отрицательному полюсу источника тока.

2. Устройство по п.1, отличающее с я тем, что катодные диски . выполнены из титана с пористостью 40-60% и диаметром пор 20-300 мкм.

Характеристики пористого титана и, в Содержание растворенного кислорода, кг.м^? . ... ·-·--···-· Содержание Н₄ в газовой смеси, об.% Содержание Н₄ в катодном мате- 3 риале, м pH среды Достижение предельной растворимости по 0₂, ч мкм 40 20 7,8 7,8940“’ 2,0-3,0 0, 154 7,6 4,2 60 300 7,6 7,71 40“’ 2,0-3,0 0,202 7,6 4,0 75 20 7,6 7,9840'’ 2,2-2,8 0,172 7,5 4,0 75 300 7,8 8,16 40*’ 2,2-2,8 0,213 7,5 4,1 20 80 , 7,8 7,51 40'’ 2,0-3,0 0, 133 7,5 4,2 . 20 300 7,6 7,69 Ю'^Э 2,2-3,0 0, 148 7,5 4,0