UA44898C2 - Спосіб та пристрій для очищення рідини - Google Patents

Abstract

Спосіб містить в собі такі етапи: (I) подачу рідини, призначеної для очищення, в камеру для очищення, що містить отвори для впуску та випуску рідини, (II) пропускання рідини через отвори для впуску рідини в камеру для очищення, (III) нагнітання рідини через, принаймні, одну проникну для рідини електролітичну комірку, розташовану по суті поперек потоку рідини, причому електролітична комірка містить в собі канал, що визначається зовнішнім перфорованим першим електродом та внутрішнім коаксіально розташованим другим електродом, (IV) електроліз рідини, що здійснюється по мірі проходження через канал, (V) нагнітання рідини до отвору для випуску рідини, та (VI) вихід рідини через випускний отвір. Пристрій для очищення рідини, що складається з корпусу, що містить в собі отвір для впуску рідини, отвір для випуску рідини та принаймні одну проникну для рідини електролітичну комірку, що містить в собі канал, який визначається зовнішнім перфорованим першим електродом та внутрішнім коаксіально розташованим другим електродом, розташовану таким чином, що потік рідини з отвору для впуску рідини до отвору для випуску рідини є по суті поперечним по відношенню до електролітичної комірки.

Description

Опис винаходу

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для очистки жидкости. Точнее настоящее 2 изобретение относится к способу и устройству для очистки водьі для снижения концентрации загрязнений в

Жидкости.

Предшествующий уровень техники

Очистка жидкостей вообще и водь в частности, для удаления загрязнений из них постоянно совершенствуется. Развитие мотивируеєется, по меньшей мере, частично, признанием того, что увеличение 710 мирового населения делаєт необходимь/м увеличенньй доступ к воде, которая являєтся водой с уменьшенньм количеством примесей или практически без примесей.

Вообще, воднье примеси могут бьіть сгруппировань в такие семь классов: 1. Сточньсе водь и другие кислород поглощающие отходь. 2. Зараженньєе агенть. 19 3. Питательнье растительнье вещества. 4. Зкзотические органические химические продукть!. 5. Неорганические минераль и химические соединения. 6. Отложения. 7. Радисактивньсе вещества. 20 Сточнье водь и другие кислород-поглодающие отходьй являются обьчно углеродсодержащими органическими веществами, которьіе могут бьіть окисленьі! биологически (или иногда химически) до диоксида углерода и водь. Зти отходьї являются проблематичньми поскольку : (І) уменьшение их приводит к кислородному истощению, которое вредит (и может даже убить) рьібу и другую водную жизнь, (ІЇ) они издают раздражающий запах, (ІІ) они портят домашнюю (водопроводную) воду и воду для домашнего скота, ухудшая с 22 ее вкус, запах и цвет, и (ІУ) они могут привести к образованию накипи и твердьхх веществ, которніє делают воду Го) непригодной для восстановительного (повторного) использования.

Зараженньюе агентьі обьічно обнаруживаются в сточной воде из общественньїх зданий, санаториев (курортов), фабрик, занимающихся дублением кож и забоем скота, и судов. Зтот тип примеси способствует возникновению болезней в человеке и животньїх, включая домашний скот. со 30 Растительнье, питательнье вещества (например азот и фосфор) способньі стимулировать рост водньїх Ф) растений, которье препятствуют использованию водь, и которье позднее разлагаются с вьіделением раздражающих запахов и увеличивают количество кислород-поглощающих отходов в воде (см. вьіше). со

Зкзотические органические химические продуктьі включают в себя поверхностно-активнье вещества, «І применяемье в моющих средствах, пестицидьї, различньіе промьішленньсе продукть! и продукть! распада других 35 органических соєдинений. Некоторье из зтих соединений известнь! как ядовитье для рьібьі при очень низких М концентрациях. Многие из зтих соединений нелегко разлагаются биологически.

Неорганические минераль и химические соединения в основном находятся в воде из общественньх и промьішленньйх сточньїх вод и из городских отходов. Зти примеси могут убить или повредить рьібе и другим «5 водньім обитателям и могут также приводить в негодность воду для питья или промьішленного использования. З 50 Ярким примером является наличие ртути в воде. Другим примером является солевая примесь из Масі и Сасіг, с применяемая для размораживания дорог зимой при северном холодном климате. з» Отложения являются почвенньми и минеральньми частицами, вьімьшваемьми из поверхности земли штормами и наводнениями, из земельньїх угодий, не защищенньїх лесом земель, вьібитьїх скотом пастбищ, открьїтьїх рудников, дорог и вскрьїтьїх бульдозером городских участков. Отложения заполняют каналь и резервуарь),, образованньє потоками, разьєдают силовье турбиньій и насосноє оборудованиє, уменьшают е количество имеющегося солнечного света для водньїх растений, забивают водянье фильтрь! и покрьїівают «їз» слоем нерестилища рьібнь, икру и источники пищи, посредством зтого сокращая популяции рьібь! и моллюсков.

Радисактивнье вещества в водной среде обьічно являются результатом отходов добьічи и очистки урана и со тория, атомньїх злектростанций и от промьшленного, медицинского, научного использования радисактивньх

Те) 20 материалов.

В то время как существует много способов и устройств для очистки водьі, особенно преимущественнье со способ и устройство для очистки водьі, содержащей примеси, раскрьваются в патенте Соединенньїх Штатов 5,108,563. Зтот патент описьівает злектролитическую очистку водьії, используя злектрод, имеющий особую конструкцию злектродов. 29 Несмотря на то, что способ и устройство, раскрьїтьсе в 5,108,563 патенте, имеют определенную достижимую

ГФ) степень успеха, будет желательньм, если проект может бьїть оптимизирован для увеличения пропускной способности водь! без существенного компромиссного снижения примесей, содержащихся в воде. о Найиболее близким к предлагаемому изобретению - способу - по технической сущности является способ очистки жидкости, предназначенной для очистки, включающий подачу жидкости в камеру для очистки, имеющую 60 корпус и отверстия для впуска жидкости и вьіпуска жидкости, пропускание жидкости через отверстие для впуска жидкости в камеру очистки, нагнетание жидкости через множество проницаемьх для жидкости злектролитических ячеек, расположенньїх между ними и имеющих канал, определяемьй внешним перфорированньм первьм злектродом и внутренним коаксиально расположенньм вторьм злектродом, злектролиз жидкости, осуществляемьй по мере прохождения ее через канал, нагнетание жидкости к отверстию бо для вьіпуска жидкости БИ 1106787 А 07.08.19841.

Недостаток описанного способа состоит в том, что в процессе очистки жидкости, в частности сточньїх вод, происходит поглощение большого количества кислорода и, как следствие, образование твердьїх отложений, которье заполняют канальі и резервуарьі, образованнье потоками, разьедают силовье турбиньі и насосное оборудование.

Наийболее близким к предлагаемому изобретению - устройству - по технически в сущности является устройство очистки жидкости, содержащее камеру, имеющую корпус, отверстие для впуска жидкости, отверстие для вьшуска жидкости и множество проницаемьх для жидкости злектролитических ячеек, расположенньх между ними и имеющих канал, определяемьій внешним перфорированньім первьім злектродом и внутренним 7/0 Коаксиально расположенньм вторьм злектродом ЗО 1668310 АІ, МПК 6 СО2Е1/46, 07.08.19911.

Недостаток описанного устройства состоит в том, что в процессе очистки жидкости, в частности сточньїх вод в описанном устройстве, происходит поглощение большого количества кислорода и, как следствие, образование твердьх отложений, которье заполняют канальй и резервуарь), образованнье потоками, разьедают силовьне турбинь! и насосное оборудование.

В основу предлагаемьх изобретений поставлена задача создания таких средств очистки жидкости, в частности сточньїх вод, которне обеспечили бьї снижение химической способности сточной водьі в отношений поглощения кислорода. Зта задача решается путем создания условий для прохождения по существу всей жидкости через злектролитическую ячейку.

Поставленная задача решается в предлагаемом способе, которьй, как и известньй способ очистки Жидкости, предназначенной для очистки, включающий подачу жидкости в камеру для очистки, имеющую корпус и отверстия для впуска жидкости и вьшпуска жидкости, пропускание жидкости через отверстие для впуска жидкости в камеру очистки, нагнетание жидкости через множество проницаемьх для жидкости злектролитических ячеек, расположенньїх между ними и имеющих канал, определяемьй внешним перфорированньм первьм злектродом и внутренним коаксиально расположенньм вторьм злектродом, с г Ззпектролиз жидкости, осуществляемьй по мере прохождения ее через канал, нагнетание жидкости к отверстию для вьіпуска жидкости, а, согласно изобретению, злектролитические ячейки располагают таким образом, что і) поток жидкости является по существу поперечньім по отношению к зтим ячейкам, при зтом злектролитические ячейки в основном заполняют поперечное сечение корпуса камерьї для обеспечения прохождения жидкости от отверстия "впуска жидкости к отверстию для вьіпуска жидкости только через злектролитические ячейки. со зо Особенностью предлагаемого способа является и то, что злектролитические ячейки располагают, по существу, горизонтально, а жидкость нагнетают для обеспечения прохождения ее, по существу, в вертикальном б» направлений. со

Особенностью предлагаемого способа является и то, что первьій и второй злектродьі имеют по существу круглое сечение. -

Особенностью предлагаемого способа является и то, что отношение диаметра первого злектрода к «г диаметру второго злектрода вьібирают в диапазоне от приблизительно 1.10 до приблизительно 3.50.

Поставленная задача решается в предлагаемом устройстве, которое, как и известное устройство очистки жидкости, содержит камеру, имеющую корпус, отверстие для впуска жидкости, отверстие для вьіпуска жидкости и множество проницаемьх для жидкости злектролитических ячеек, расположенньїх между ними и имеющих « канал, определяемьй внешним перфорированньм первьім злектродом и внутренним коаксиально в с расположенньім вторьїм злектродом, а, согласно изобретению, злектролитические ячейки расположень! таким, образом, что поток жидкости является по существу поперечньм по отношению к зтим ячейкам, при зтом ;» злектролитические ячейки в основном заполняют поперечное сечение корпуса камерьі для обеспечения прохождения жидкости от отверстия для впуска жидкости к отверстию для вьшуска жидкости только через Ззпектролитические ячейки. ї5» Раскрьітие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание нового способа для очистки жидкости. о Другой задачей настоящего изобретения является создание нового устройства для очистки жидкости. о В соответствии с одним из аспектов, настоящее изобретение предоставляет способ для очистки жидкости, предназначенной для очистки, способ включает зтапь!: і, (І) нагнетание жидкости, предназначенной для очистки, в камеру очистки жидкости, имеющую отверстия для с впуска жидкости и вьіпуска жидкости, (І) прохождение жидкости, предназначенной для очистки, через отверстие для впуска жидкости в очистительную камеру, 5Б (І) нагнетание жидкости, предназначенной для очистки, Через, по меньшей мере, одну проницаемую для жидкости злектролитическую ячейку, расположенную в основном поперек потока жидкости, причем (Ф, злектролитическая ячейка содержит канал, определяемьій внешним перфорированньім первьім злектродом и ка внутренним коаксиально расположенньїм вторьм злектродом, (ІУ) проведение злектролиза жидкости, предназначенной для очистки, по мере прохождения ее через канал, 60 (У) прохождение жидкости через отверстие для вьіпуска жидкости, и (У!) вніход жидкости через отверстие для вьіпуска жидкости.

В другом из аспектов настоящее изобретение относится к устройству для очистки жидкости, содержащее корпус, включающий в себя отверстие для впуска жидкости, отверстие для вьіпуска жидкости и, по меньшей мере, одну проницаемую злектролитическую ячейку, расположенную между ними таким образом, что поток 65 / Жидкости из отверстия для впуска жидкости к отверстию для вьіпуска бьіл в основном поперечньїм, по меньшей мере, к злектролитической ячейке, причем, по меньшей мере, одна злектролитическая ячейка содержит канал,

определяемьйй внешним перфорированньм первьім злектродом и внутренним коаксиально расположенньм вторьім злектродом.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем воплощения изобретения поясняются со ссьілками на сопроводительнье чертежи, на которьх: фиг. 1 изображает вид в перспективе системь! для очистки жидкости, включающей, кроме того, устройство согласно настоящему изобретению, фиг.2 изображаєт вид в перспективе устройства согласно настоящему изобретению, 70 фиг. З - 5 изображают частичньй вид в перспективе сборки частей устройства, изображенного на фиг. 2, фиг. 6 изображает вид спереди внутренней части устройства, изображенного на фиг.2, фиг. 7 изображаєт увеличенньій вид злектролитической ячейки, содержащейся в устройстве, изображенном на фиг.б, и фиг. 8 изображаеєт разрез вдоль линий А - А изображения на фиг. 7.

Найлучший способ воплощения изобретения

В основном, настоящее изобретение относится к способу и устройству для злектролитической очистки жидкости, предназначенной для очистки. Мспользованньй в данном описаний отермин "жидкость, предназначенная для очистки" предназначен для обозначения любой жидкости, содержащей вещества или примеси, концентрация которьїх должна бьть существенно уменьшена или даже устранена. Обьічно такой

Жидкостью должна бьїть вода, содержащая одну или более примесей, хотя изобретение одинаково применимо к другим жидкостям.

Использованньій в данном описаний термин "злектролиз" подразумевает прохождение злектричества через жидкость для того, чтобьі обеспечить знергию, достаточную для вьізьівания необьічной неспонтанной реакции окисления-восстановления (здесь и далее назьшаемой "ок/восст"). Более того, используемьій в данном сч об описаний термин "злектролит" охватьвваєт вещества, которне диссоциируют в раствор для получения ионов, о посредством которьїх раствор может проводить злектричество.

Настоящий способ и устройство могут бьіть использованьі преимущественно для очистки водьі. Термин "очистка водь" предназначен для охвата таких видов очистки, как осаждение металлов, уменьшение микробиологической "нагрузки", очистка промьішленньїх сточньїх вод (неограничивающие примерь включают в ду зо себя шахтнье сточньсе водь, сточнье водь от плавления, сточньсе водь от злектроосаждения, сточнье водь от бумажного и целлюлозного производства), очистка общественньмх сточньх вод и т.п. б»

Более того, способ согласно настоящему изобретению может бьіть, использовал для разложения без со предварительной зкстракции хлорорганических хлоридорганических соединений, например, полихлорированнье дифенильй (РБЗВ), диоксиньі и фурань), броморганические и бромидорганические « з5 боединения, например, полибромированнье дифениль! (РВВ), которье, как известно, вредят окружающей «г среде. Насколько известно заявителю, единственньм способом, с помощью которого могут бьїть зффективно разложеньі в коммерчески вьігодньїх масштабах, например РОЗВ, является зкстракция из сточньїх вод (при необходимости) с последующей термической очисткой при крайне вьісоких температурах (например, 1500"С и вьіше). Однако печь, которая требуется для такого способа, является очень дорогой по конструкции и в работе. « Дополнительно, разложение РЗВ таким способом часто ведет к другой проблеме загрязнения, а именно - в с загрязнение воздуха продуктами разложения. Кроме того, работой такой печи необходимо управлять очень осторожно, чтобьі гарантировать, что не имеет место снижения температурь), и не вьбіделяются токсичнье ;» побочньсе продукть! (например, неполного разложения) РЗВ.

В соответствии с одной задачей изобретения жидкость, предназначенная для очистки, вводится в камеру очистки жидкости, содержащую злектролитическую ячейку, проницаемую для жидкости. Злектролитическая ї5» ячейка содержит внешний перфорированньй первьїй злектрод, которьй, по меньшей мере, частично окружает и удален от внутреннего, коаксиально расположенного второго злектрода. Таким образом, один злектрод о функционирует в качестве анода, в то время как другой злектрод функционирует в качестве катода. Особенно о не важно, функционирует ли первьїй злектрод в качестве анода или катода. Но предпочтительно, чтобьї катодом бьіл первьйй злектрод, а анодом - второй злектрод. і, В другом предпочтительном воплощений первьйй и второй злектродьі! каждьій являются вьітянутьіми. Форма с поперечного сечения первого и второго злектродов особенно не ограничивается, но также не требуется, чтобь второй злектрод бьл сплошньм. Конечно, в рамках настоящего изобретения можно использовать злектролитические ячейки, имеющие различнье формь! поперечного сечения от ячейки к ячейке или даже ВНнутри данной ячейки. Обьічно, и зто является предпочтительнь/м, чтобь! каждая злектролитическая ячейка бьіли одинаковой конструкции и размера. Таким образом, возможно, чтобьї форма поперечного сечения первого (Ф, злектрода и/или второго злектрода бьлла круглой, треугольной, квадратной, прямоугольной, гексагональной и ка т.п.

Предпочтительно, чтобьї поперечное сечение первого и второго злектродов бьло в основном круглое, В бо Зтом воплощений предпочтительно, чтобьії отношение диаметра первого злектрода к диаметру второго злектрода бьіло в диапазоне от приблизительно 1.10 до приблизительно 3.50, более предпочтительно - от приблизительно 1.10 до приблизительно 1.75, найболее предпочтительно - приблизительно от 1.10 до 1.30.

Зто предпочтительног воплощение, относящееся к отношению диаметра первого злектрода к диаметру второго злектрода, таюже применимо к злектродам, имеющим одинаковое некруглое поперечное сечение. В 65 данном случае диаметрьї, используемье для вьічисления отношения, должнь! бьть конгрузнтнь, (т.е. диаметр первого злектрода и диаметр второго злектрода должнь! перекрьваться).

На фиг. 1 изображена система 300 для очистки предназначенной для очистки жидкости. Система содержит резервуар 50, которьій служит для хранения предназначенной для очистки жидкости 55. Резервуар 50 для хранения жидкости содержит впускное отверстие 60, через которое жидкость 55, предназначенная для очистки, Может бьть подана в резервуар 50 для хранения жидкости. Резервуар 50 для жидкости дополнительно содержит вьшускное отверстие (не показано), которое плотно подсоединено ок соответствующей соединительной трубе 65, которая служит для соединения резервуара 50 для хранения жидкости с камерой 100 очистки жидкости, которая будет более подробно описана ниже.

Камера 100 для очистки жидкости соединена с резервуаром 400 предварительной коагуляции посредством 70 соединительной трубь!ї 305, которая расположена между вьіпускньім отверстием (на фиг. 1 не показано) камерь 100 очистки жидкости (описьівается ниже) и впускньім отверстием 405 резервуара 400 предварительной коагуляции.

Резервуар 400 предварительной коагуляции включает в себя механическую мешалку 410, которая содержит двигатель 415 и рабочее колесо 420. Резервуар 400 предварительной коагуляции подсоединен к удаленному 7/5 резервуару 425 хранения коагулянта с помощью соответствующей соединительной трубьії 430. Резервуар 425 хранения коагулянта содержит подходящий коагулянт 435 и может содержать клапан (не показан) для регулирования количества коагулянта 435, вводимого в резервуар 400 предварительной коагуляции.

Резервуар 400 предварительной коагуляции соединен с основньім резервуаром 450 коагуляции через соединяющий проход 440, расположенньій между резервуаром 400 предварительной коагуляции и основньм 2о резервуаром 450 коагуляции. Основной резервуар 450 коагуляции содержит механическую мешалку 455, которая состоит из двигателя 460 и рабочего колеса 465.

Основной резервуар 450 коагуляции соединен с резервуаром 500 осаждения соединительной трубой 470.

Резервуар 500 осаждения содержит модуль (блок) 505, в котором расположено множество ребер 510.

Резервуар 500 осаждения дополнительно содержит вьшпускное отверстие флоккулированного осадка для с г периодического и/или непрерьівного удаления осажденного флоккулированного осадка.

Резервуар 500 осаждения подсоединен к устройству 550 фильтрации соединительной трубой 520, і)

Устройство 550 фильтрации включаєт в себя модуль 555 фильтрации, которьій может содержать одно или более веществ - песок, активированньйй уголь, древесньій уголь, антрацит и т.п. для удаления любьїх мелко взвешенньїх частиц, не удаленньїх ранеє. Устройство 550 фильтрации дополнительно содержит вьшпускное (у зо отверстие 560, через которое очищенная жидкость вьіходит из системь! 300.

Для специалистов, очевидно, что соединительнье трубопроводь! 65, 305, 430, 470 и 520, соединительньй Ме) проход 440 и вьіпускное отверстие 560 плотно соединень! с различньіми резервуарами и устройствами системь! о 300. Способ наилучшего соединения особенно не ограничивается и находится в компетенции специалистов.

Во время работь! предназначенная для очистки жидкость 55 подается с помощью любого подходящего -

Зз5 способа (не показано, например насосом, под действием силь! тяжести и т.д.) Кк впускному отверстию камерь «г 100 очистки жидкости, в которой она очищается, которая будет более подробно описана ниже. Жидкость вьіходит из камерьі! 100 очистки жидкости через соединительную трубу 305 и поступает в резервуар 400 предварительной коагуляции, в котором она смешивается с коагулянтом 435. Вьібор коагулянта специально не ограничиваєется. Неограничивающим примером подходящего коагулянта является коммерчески доступньй от « АМей Соїоїй под маркой Регсо! 120 (Роод ОСгаде), Смесь жидкость/коагулянт вьіїходит из резервуара 400 з с предварительной коагуляции через соединительньй проход 440 и поступает в основной резервуар 450 коагуляций для смешивания жидкости и коагулянта 435 в течение длительного периода времени, после ;» которого смесь вьіходит из основного резервуара 450 коагуляции через соединительную трубу 470 и поступает в резервуар 500 осаждения. В резервуаре 500 осаждения коагулированньй флоккулированньй осадок в

Жидкости оседает на дно резервуара 500 осаждения, откуда он удаляется через вьіпускное отверстие 515 ї5» флоккулированного осадка. В результате смешивания жидкости и коагулянта значительная часть любого осаждаемого вещества, содержащаяся в смеси, будет физически агломерировать для получения о коагулированного флоккулированного осадка. Зтот флоккулированньїй осадок является склонньім к осаждению о и в результате в основном все осаждаемое вещество (например, приблизительно до 98905 по весу), внішедшее из основного резервуара 450 коагуляции, может бьіть отделено от жидкости в резервуаре 500 осаждения. ік Вьібор и с конструкция резервуара 500 осаждения остается в компетенции специалистов, подходящие резервуарь осаждения коммерчески доступнь от Еїтсо І ітіей и многих других поставщиков.

Жидкость вьїходит из резервуара 500 осаждения через соединительную трубу 520 и поступаєет в устройство вв 2920 фильтрации, в котором все мелко взвешеннье частицьй или другие вещества (если присутствуют) удаляются из жидкости, которая затем вьіходит через вьіпускное отверстие 560. Модуль 55 фильтрации может (Ф, бьіть сменньім модулем, которьій может заменяться при полной загрузке (заполнении) взвешенньм веществом ка и т.п. С другой стороньї, модуль 555 фильтрации может бьіть постоянньім, и адаптирован соответствующим образом (не показано) так, чтобьі при его почти полной загрузке он мог бьіть промьт обратной струей, бо посредством зтого удаляя отфильтрованное вещество. Жидкость, вьітекающая из устройства 550 фильтрации, является в основном или полностью свободной от флоккулированного осадка или загрязнений, которье могут присутствовать в жидкости 55, предназначенной для очистки.

Ниже будут описаньї конструкция и работа жидкостной камерь 100 со ссьілками на фиг. 2 - 8.

Жидкостная камера 100 содержит основание 105, корпус 110, колпак 115 и вьіходное отверстие 120. Корпус 65 110 содержит впускное отверстие 125 для жидкости и вьіпускное отверстие 130 для жидкости. Внутри корпуса 110 расположено множество злектролитических ячеек 135.

Каждая злектролитическая ячейка 135 является проницаемой и содержит канал 140, определяемьй внешним первьім злектродом 135 и внутренним, коаксиально расположенньім вторьім злектродом 150. Первьй злектрод 145 содержит множество перфорационньх отверстий 155, которне делают злектролитическую ячейку 135 проницаемой для жидкости, протекающей через корпус 110 в направлений, в основном поперечном расположению злектролитической ячейки 135.

Первьне злектродьі 145 монтируются на едином злектрически проводящем первом крепежном брусе 160, к которому подсоединен злектропроводящий первьій штифт 165. Первье злектродьі 145 и первьій штифт 165 могут бьіть присоединеньї к первому крепежному брусу 160 подходящими средствами. Предпочтительно первьй /о злектрод 145 вставлен под давлением или запрессован в первьій крепежньй брус 160. Зто может бьть вьіполнено с помощью применения первой втулки 195 или другой подходящей прокладки, расположенньх в каждом из множества первьїх отверстий 162 в первом крепежном брусе 160. Каждьй из первьїх злектродов 145 вставлен под давлением или запрессован в первье отверстия 162, предпочтительно так, чтобь!ї его внешний край бьіл в основном установлен заподлицо с внешней поверхностью первого крепежного бруса 160. Второй крепежньій брус 164 с множеством вторьїх отверстий 166 вставлен под давлением или запрессован на противоположньІй конец первьїх злектродов 145, как указано на фиг. З и 4. Зто может бьть вьіполнено с помощью применения второй втулки 197 или другой подходящей прокладки, расположенньїх в каждом из множества вторьїх отверстий 164 во втором крепежном брусе 160. В результате получаєтся "лестничная" конструкция 168, приведенная на фиг. 4 и состоящая из первого крепежного бруса 160, второго крепежного бруса 164 и первьїх злектродов 145 (для ясности первьій штифт 165 не показан на фиг. З - 5).

Конечно, специалистам, очевидно, что вместо вставки под давлением первьїх злектродов в два крепежньх бруса, если все материаль! изготовленьі из нержавеющей стали, первьіе злектродьі 145 и первьій штифт 165 могут бьть привареньь или зафиксированьй другим способом к первому крепежному брусу 160. Вторье злектродьі 150 крепятся к злектропроводящему третьему крепежному брусу 170 с помощью любого сч г подходящего средства. Если вторьіе злектродь! 150 сконструировань! гак, чтобь! использоваться в качестве расходуемьїх злектродов, то предпочтительно, чтобьі они закреплялись к третьему крепежному брусу 170 так, і) чтобь их можно бьіло легко заменить.

Злектролитические ячейки 135 устанавливаются следующим образом.

Колпак 115 снимаеєется с корпуса 110, и "лестничная" конструкция 168 (содержащая первьій крепежньй брус со зо 150, первьій штифт 165, второй крепежньій брус 164 и первье злектродьі 145) расположеньі и закреплень любьм подходящим средством (не показано) внутри корпуса 110. Затем вторье злектродь! 150, которье Ме прикрепленьі к третьему крепежному брусу 170 и расположень! дополнительно к первьім злектродам 145, (3 вставляются через множество третьих отверстий 175 в корпус 110. Как видно из фиг. 5 - 7, третьи отверстия 175 имеются для каждого второго злектрода 150. К тому же каждьій второй злектрод 150 расположен коаксиально « зв по отношению к первому злектроду 145. «Е

Для того чтобьї запечатать отверстия 175, пара О-образньїх колец 180, 185 расположень! в каждом третьем отверстиий 175 между вторьім злектродом 150 и корпусом 110. В случаеє, когда корпус 110 изготовлен из злектрически проводящего материала, О-образнье кольца 180, 185 должнь! бьіть сделаньі из злектрически непроводящего материала, например резиньі, тефлона и т.п. Дополнительно специалисту ясно, что первая « 70 Втулка 195 и вторая втулка 197 также должнь! бьіть сделань из злектрически непроводящего материала. в с Первая втулка 195 и вторая втулка 197 (фиг. б и 7) служат для поддержания однородного кольцевого размера для канала 140. Конечно, очевидно, что могут бьіть использованьі дополнительнье аналогичнье втулки ;» или прокладки, например, если применяются длинньсе злектродь!.

Первьій крепежньй брус 160 с подсоединенньми к нему первьми злектродами 145 подключен к подходящему источнику злектричества (не показан) с помощью первого провода 205 через соответствующий їх первьій злектрический соединитель 210. Аналогично, третий крепежньй брус 170 с подсоединенньіми к нему вторьіми злектродами 150 подключается к подходящему источнику злектричества (не показан) с помощью ве второго провода 205 через соответствующий второй злектрический соединитель 220. о Во время работь! жидкость 55, которая должна бьіть очищена, и подходящий злектролит вводятся через 5р Впускное отверстие 125 в корпус 110 с помощью насоса (не показан) или любого другого подходящего средства. ік Ток подводится к первому проводу 205 и второму проводу 215. Когда предназначенная для очистки жидкость с накачивается в корпус 110, она перемещается главньім образом вверх через злектролитические ячейки 135 по направлению ок вьпускному отверстию 130 для жидкости. Когда жидкость проходит Через каждую злектролитическую ячейку 135, она злектролизуется в канале 140. Ток, поданньїй к злектролитическим ячейкам 135, особенно не ограничиваєтся. Предпочтительно, чтобь! ток злектролитических ячеек 135 находился в диапазоне приблизительно от 250 до приблизительно 5000 миллиампер на злектролитическую ячейку. (Ф, В зависимости от природьї очищаемой жидкости и/или примесей, содержащихся в ней, в жидкости могут ка бьїть проведеньії осаждение или флоккулирование осадка. Если зто имеет место, то жидкость может бьть подвергнута последующей очистке, предпочтительно так, как описьівалось вьіше применительно к фиг. 1. 60 В зависимости от природьї очищаемой жидкости вполне вероятно, что будут образовьіваться большие количества газа. Зти газьі могут бьіть удаленьї из жидкостной камерь 100 через вьїходное отверстие 120 возможно к газоочищающему устройству (не показано) или другому устройству очистки газа при необходимости.

Состав первого и второго злектродов особенно не ограничивается, при условии, что злектродь! должнь бьіть способньії функционировать в качестве таковьїх в злектролитической ячейке. Неограничивающие примерь! 65 материалов, подходящие для использования в качестве первого и второго злектродов, включают в себя, нержавеющие стали АЇ5І Турез и 1304 (содержимое углерода обьчно 0.08 процентов по весу) и 3171

(содержимое углерода обьічно 0.03 процентов по весу). Предпочтительно, чтобьї анод содержал, по меньшей мере, частично, железо.

Злектролит, подходящий для применения в изобретенийи, специально неограничиваєтся. Предпочтительно, чтобьі злектролит бьіл сильньім (т.е. почти полностью ионизованньім). Неограничивающие примерь! сильньх злектролитов включают в себя НМОЗ, НСІО4, Н2504, НС, НІ, НВг, НСІОЗ, НвгО3, щелочнье гидроксидь, гидроксидьї. щелочноземельньхх металлов (например, гидроксид кальция) и большинство солей-(например, хлорид кальция и хлорид натрия). Предпочтительно злектролит вьібираєтся из хлорида кальция, хлорида натрия, гидроксида кальция и их смесей. Злектролит может бьть добавлен в любой подходящей форме. 7/0 Например, если злектролит является твердьм, он может бьіть растворен в предназначенной для очистки жидкости перед или во время его ввода в камеру очистки жидкости. С другой стороньії, злектролит может бьїть растворен, и храниться в виде раствора в отдельном сосуде. Раствор злектролита может бьіть, затем добавлен при необходимости в камеру очистки жидкости с помощью любого подходящего средства. Если злектролит находится в виде жидкости, то он может бьіть добавлен при необходимости в камеру очистки жидкости или в /5 виде неразбавленного или в виде разбавленного водного раствора. Специалистам ясно, что в некоторьх случаях нет необходимости добавлять злектролит к предназначенной для очистки жидкости. В особенности, многие вьітекающие потоки могут содержать присущие им химические соединения и/или загрязнения, которье способньі действовать в качестве злектролита. В таком случає добавление другого дополнительного злектролита необязательно.

Как будет ясно специалистам, камера 100 очистки жидкости определяется как "однопроходная" для предназначенной для очистки жидкости. Заказьшвая количество и конфигурацию злектролитических ячеек 135 для конкретной очищаеємой жидкости, очистка жидкости 100 предоставляет улучшенную зффективность в обьеме жидкостей, которье могут бьїть очищеньі, по сравнению с устройством, раскрьітьм в патенте США 5,108,563. с

Особенно предпочтительньїй аспект настоящего изобретения относится к нагнетанию очищаемой жидкости в направлений, в основном поперечном к расположению злектролитических ячеек. Найболее предпочтительно о зто может бьіть сделано с помощью расположения злектролитических ячеек по существу перпендикулярно к потоку жидкости, и в идеале злектролитические ячейки расположеньі горизонтально в очищаємой жидкости, которая нагнетаєется обьічно по направлению вверх через злектролитические ячейки (т.е. вертикально). со зо Для специалистов, очевидно, что поток жидкости через злектролитическую ячейку являлся "закрьітьі!м". Но зто означаеєт, что внутренняя сторона жидкостной камерь, в которой происходит злектролиз, является закрьтой ме) или целиком наполненной жидкостью. Зти результатьь достигаются благодаря расположению со злектролитических ячеек между отверстием для впуска жидкости и отверстием для вьіпуска жидкости камерь очистки жидкКости. «

Для специалистов понятно, что дополнительнье изменения в конструкции, и использованийи камерь! очистки «г жидкости, описанной вьіше, являются возможньми без отклонения от смьісла и формь! настоящего изобретения. Например, если обьединение первьїх злектродов, первой крепежной перегородки и второй крепежной перегородки рассматривается как лестница, то представляется возможнь!м сконструировать камеру очистки жидкости для размещения некоторого количества таких лестниц, которье могут бьіть присоединень! к « единственной крепежной перегородке за каждьій конец злектрода или множеству крепежньїх перегородок за -п-шу) с каждьй конец злектрода. Далее, можно сконструировать камеру очистки жидкости такой, что злектролитические ячейки, помещеннье в ней, в основном заполняют поперечное сечение корпуса так, чтобь! путь жидкости от з отверстия для впуска жидкости к отверстию для вьіпуска жидкости проходил только через злектролитические ячейки. Также представляется возможньім вставлять вторье злектродь! в оба конца корпуса (т.е. сумма длин каждой парьї вторьїх злектродов является в основном такой же, как соответствующий первьїй злектрод). ї5» Воплощения изобретения будут дополнительно описань! со ссьілками на следующие примерь, которье не должнь бьіть рассматриваться как ограничивающие область изобретения: ве Пример 1 о Проба сточньїх вод бьіла очищена в камере, для очистки жидкости как изображено на фиг. 2 - 8. Проба бтОчНьх вод бьіла получена из Натіїюп Вау, Онтарио, Канада. ісе) В частности, использовалась камера для очистки жидкости, где внешние первье злектродь! с функционировали как катодьі, в то время как внутренние вторье злектродьї функционировали как анодь.

Каждьй злектрод в устройстве (т.е. анод и катод) бьіл 30,48мм в длину. Каждьй анод имел диаметр 1.9мм и бьіл изготовлен из графита. Каждьій катод имел внутренний диаметр 2.22мм и бьіл изготовлен из нержавеющей в стали. Расстояние между каждьм анодом и катодом бьіло 0.159мм, что определяло канал между злектродами,

Таким образом, в зтом примере, отношение диаметра первого злектрода к диаметру второго злектрода бьіло (Ф) 1.167. Мощность питания, прикладьіваемого к каждой злектролитической ячейке, бьіло 5000мМА или 12.4мА/см2. ка Сточнье водьі непрерьвно подавались к устройству со скоростью 15.141л/мин. Зта скорость потока определялась для соответствия 3.937мл/см-анода/мин. Используемьїй злектролит біл смесью в соотношений бо 20/50 хлорида натрия и хлорида кальция.

Химическая способность сточной водьі поглощать кислород (СОЮ) определялась вначале и после прохождения сточньіми водами через заданное количество злектролитических ячеек, расположенньїх в камере для очистки жидкости. СОЮ определялась окислением органического вещества в пробе сточньїх вод, очищаемьїх кипящим кисльм раствором бихромата (стандартньіми способами АРНА 8 16). 65 Значение СОЮ), полученное для сточньїх вод до очистки составляло 75мг/л. Значения СОЮ, полученнье для сточньїх вод на различньїх стадиях в течение очистки, приведень в Таблице 1.

Общее время нахождения сточньїх вод в канале каждой злектролитической ячейки составляло приблизительно 15 секунд. й тю в111тв)0000взз, о тю я000в0000віз,

Пример 2

Проба сточньїх вод из источника, описанного в примере 1, била очищена в системе, включающей в себя отдельную коаксиально сконструированную злектролитическую ячейку, аналогичную злектролитической ячейке, описанной вьіше в примере 1. Зта отдельная злектролитическая ячейка располагалась вертикально в резервуаре способом, похожим на тот, что изображен на фиг. 6 патента Соединенньїх Штатов 5,108,563. Анод и

Катод бьіли идентичнь! тем, что описаньї вьіше в примере 1.

Сточнье водьі непрерьівно текли через резервуар со скоростью 3.937мл/см анода/мин, как в примере 1, которая соответствовала скорости потока Через канал, определяемьй злектрохимической ячейкой, зквивалентной 45мл/мин. Обьем сточньїх вод в резервуаре в любое время бьл 1.бл, а 11.43см злектродов погружалось в сточньсе водь. сч

Сила тока, подводимая к злектродам, бьіла той же, что и применяемая в примере 1 (4.65мМА/см2).

Снова определялся СОЮ исходной пробьі, также как и СОЮ после заданного периода очистки. Полученнье о результать! отражень в таблице 2. со зо 007 Воотановления осотановления Ф ни т СО по

Фо вартової ву зе вмів) «

После 80 минут, равновесие сточньїх вод бьло достигнуто, и не било дальнейшего уменьшения полученного значения СОЮ. Таким образом, желаемое СОЮ « мг/л не бьіло достигнуто, используя обьічньій способ непрерьівного потока, в котором поток сточньїх вод не управлялся относительно контакта с каналом, « определяемь!м злектролитической ячейкой. - с хз»

Claims (1)

1. Формула винаходу

   1. Способ очистки жидкости, предназначенной для очистки, включающий следующие зтапь!: подачу жидкости в камеру для очистки, имеющую корпус и отверстия для впуска жидкости и вьіпуска жидкости, пропускание ть жидкости через отверстие для впуска жидкости в камеру очистки, нагнетание жидкости через множество «їз» проницаемьх для жидкости злектролитических ячеек, расположенньх между ними и имеющих канал, определяемьій внешним перфорированньм первьім злектродом и внутренним коаксиально расположенньм бо вторьім злектродом, злектролиз жидкости, осуществляемьй по мере прохождения ее через канал, нагнетание Те) 20 жидкости к отверстию для вьіпуска жидкости, отличающийся тем, что злектролитические ячейки располагают таким образом, что поток жидкости является по существу поперечньім по отношению к зтим ячейкам, при зтом со злектролитические ячейки в основном заполняют поперечное сечение корпуса камерь! для обеспечения прохождения жидкости от отверстия впуска жидкости к отверстию для вьшпуска жидкости только через злектролитические ячейки. 29 2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что злектролитические ячейки располагают, по существу, ГФ) горизонтально, а жидкость нагнетают для обеспечения прохождения ее, по существу, в вертикальном направлений.

   о З. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что первьій и второй злектродьі имеют, по существу, круглое сечение. бо 4. Способ по пункту З, отличающийся тем, что отношение диаметра первого злектрода к диаметру второго злектрода вьібирают в диапазоне от приблизительно 1,10 до приблизительно 3,50.

   5. Устройство очистки жидкости, содержащее камеру, имеющую корпус, отверстие для впуска жидкости, отверстие для вьпуска жидкости и множество проницаемьх для жидкости злектролитических ячеек, расположенньїх между ними и имеющих канал, определяемьй внешним перфорированньім первьім злектродом бо и внутренним коаксиально расположенньмм вторьім злектродом, отличающееся тем, что злектролитические ячейки расположень! таким образом, что поток жидкости является, по существу, поперечньім по отношению к зтим ячейкам, при зтом злектролитические ячейки в основном заполняют поперечное сечение корпуса камерь! для обеспечения прохождения жидкости от отверстия для впуска жидкости к отверстию для вьіпуска жидкости только через злектролитические ячейки.

   6. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что злектролитические ячейки расположеньі по существу горизонтально, а жидкость нагнетается с возможностью прохождения ее, по существуй вертикальном направлений.

   7. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что первьій и второй злектродьі имеют, по существу, круглое 7/0 поперечное сечение.

   8. Устройство по пункту 7, отличающееся тем, что отношение диаметра первого злектрода к диаметру второго злектрода находится в диапазоне от приблизительно 1,10 до приблизительно 3,50.

   9. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что каждьій первьій злектрод в злектролитических ячейках расположен между парой противоположньїх крепежньїх перегородок, образуя лестницу, расположенную в 7/5 Корпусе камернь!.

   10. Устройство по пункту 9, отличающееся тем, что каждая из крепежньїх перегородок содержит первье отверстия для вставки первого злектрода.

   11. Устройство по пункту 10, отличающееся тем, что первье отверстия имеют прокладку.

   12. Устройство по пункту 9, отличающееся тем, что корпус содержит вторье отверстия для вставки второго 2о зпектрода.

   13. Устройство по пункту 12, отличающееся тем, что лестница расположена в корпусе таким образом, что первье отверстия и вторье отверстия находятся в положениий, обеспечивающем вставку второго злектрода через них. се що о (ее) Ге) (ее) «І «І

   - . а т» т» (ее) (се) со ко бо б5