Спосіб електрохімічної очистки стічних вод

Изобретение относится к очистке сточных Бод путем электрохимической обработки и позволяет повысить производительность и снизить расход энергии. Процесс очистки ведут с использованием алюминиевого анода, выполненного в виде гранул, при подаче на него сильноточных импульсных электроискровых разрядов синхронно с импульсным магнитным полем напряженностью 100-150 кА/м при длительности импульсов 3-5 мс. 2 ил, І 03 СП 00 СО 'V ". 1 1353743 ник 19 с патрубком 20 отвода в его Изобретение относится к области самой высокой части. очистки сточных вод и может быть использовано в хозяйственной, произВ верхней части камеры смешения водственной и сельскохозяйственной имеется отверстие 21 для сообщения сферах деятельности, а также на предее с отстойной камерой 22, снабженприятиях машиностроительной, металной патрубком 23 отвода очищенной лургической, химической и пищевой воды и патрубком 24 слива осадка, промышле нно сти. перекрываемого краном 25. Способ осуществляется следующим Целью изобретения является повы10 образом. •• шение производительности очистки и экономия электроэнергии. Прежде, чем приступить к очистке, заполняют водоприемную камеру 2 На фиг. 1 изображено устройство электрофлотокоагулятора, а затем и для реализации предлагаемого способа, емкость 7. наполненную гранулами мевертикальный разрез; на фиг. 2 талла, чистой водой через патрубок разрез А-А на фиг. 1. 3 подвода воды, при этом решетка 6 Электрофлотокоагулятор заключен в в виде сетки на большем диаметре вокорпус 1, имеющий в своей нижней ронки 4 обеспечивает выравнивание водоприемной камере 2 патрубок 3 подвода воды, верхняя часть которого 20 скоростей по сечению потока. представляет собой воронку 4 с сетПосле заполнения емкости 7 водой кой 5. Непосредственно над водоприна электроды 8 подается электрический емной камерой расположена решетка 6 ток. Через короткий промежуток вреиз диэлектрического материала, являмени 30-40 с включается подача загющаяся дном камеры 7 диспергироварязненной воды. ния, представляющей собой герметичЭлектрический ток, подаваемый на ную емкость, боковая поверхность коэлектроды емкости, наполненной граторой состоит из двух симметрично нулами металла, является импульсным расположенных относительно корпуса постоянным током длительностью (3нерастворимых электродов (фиг. 2) в 30 10) 10 с и амплитудой 1-3 кА. При виде металлических или графитовых подаче на электроды этих импульсов пластин 8, соединенных друг с другом между частичками металла в воде прои изолированных друг от друга пласисходит электрический разряд, притинами 9 из диэлектрика. Камера t водящий к разрушению окисной пленки диспергирования наполнена металли35 на поверхности металла (в частности, ческими (в частности, алюминиевыми) алюминия) за счет разогревания погранулами 10, сверху она ограничена верхности гранулы в точке возникнорешеткой 6 S такой же, как и снизу. вения электрической дуги и вокруг Камера диспергирования снаружи охнее до температуры плавления металла, вачена обмоткой 11 электромагнита, что приводит к разбрызгиванию (дисвнутренняя поверхность которой экви- 40 пергированию) расплавленных частичек дистантна наружной поверхности каметалла в окружающую воду, где и меры диспергирования, а наружная происходит реакция взаимодействия поверхность концентрична относительметалла с водой с образованием воно корпуса. Над камерой диспергиро45 дорода и гидроокиси алюминия. Однования размещена нижняя часть 12 кавременно с электроискровыми воздеймеры смешения, снабженная патрубком ствиями на гранулы металла запнты13 подвода сточной воды, содержащим і вается цепь электромагнитов, охватыдатчик 14 определения степени загвающих снаружи емкость с гранулами, рязненности сож. в результате чего создается магнит50 ное поле напряженностью 100-150 кА/м с длительностью импульсов 3-5 мс, Верхняя часть 15 камеры смешения при этом импульсы магнитного поля (коагуляционная камера) ограничена подаются синхронно с импульсами сверху сеткой 16, проницаемой для электроискровых разрядов. Кроме токоагулированных гидроокисью А1 (0Н)3 • 5 го, под действием магнитного поля, 5 агрегатов частиц масляной эмульсии а также под действием водорода, вы17, и имеет патрубок 18 слива этих деляющегося на катоде, изменяется частицс Верхняя часть аппарата предгидратация ионов воды. Воздействие ставляет собой конический газосбор 4 1353743 указанных факторов приводит к увепроизводительность очистки (вследстличению отрицательной и уменьшению вие уменьшения эрозионной поверхносположительной гидратации соответстти, контактирующей с электрической вующих ионов, к увеличению числа дугой за время "мпульса тока разрясвободных мономерных, более подвижда, и снижения активации частиц, ных молекул воды, что имеет своим участвующих в реакции окисления следствием возросшую активность водалюминия) и увеличивают энергозатраной системы, в результате чего возты (вследствие падения суммарного растает скорость образования гидрок- 10 КПД преобразователей электрической сида металла, являющегося коагулянэнергии). , І .. ' том (например А1(ОН)з , Fe(OH) 3 ) колПри повышении напряженности маглоидной степени дисперсности. Попанитного поля сверх 150 кА/м и увелидая в камеру смешения, гидроксид ; чении длительности импульсов свыше металла коагулирует частицы приме15 5 мс также понижается производительсей, которые при этом флотируются ность очистки (вследствие срыва на поверхность жидкости газом, выэлектрической дуги в элементарном деляющимся на электродах. разряде между частицами алюминия) и Из коагуляционной камеры очищаерастут энергозатраты на процесс мая вода поступает в отстойную ка2Q (вследствие введения избыточной меру, установленную снаружи вокруг энергии). коагуляционной, где происходит оконСледов ательно, в результате исчательное отделение примесей от вопользования предлагаемого способа ды. Очищанная вода отводится из существенно облегчается .реакция гидверхней части отстойника через пат25 ролиза с последующим образовааием рубок 23, а примеси - из нижней чегидроксидов металлов, так как скорез патрубок 24 и кран 25. рость процесса определяется, в осИспытание установки, реализующей новном, энергией в импульсе электропредлагаемый способ, проводят при искрового разряда и магнитного поля. следующих параметрах: напряжение в 30 При этом электрогидравличеекчи удар, цепи электрических разрядов U = 400сопровождающий процесс образ.,вания 600 В, средняя величина силы тока электрических разрядов, предотвра1С)Ь = 5-10 А, сила тока в импульсе щает сваривание гранул металла между 1 Ч = 1-3 кА, длительность импульса собой. TV = (3-10)-10" с, нарастание силы Таким образом, предлагаемый спо35 тока в единицу времени (производная соб и устройство по сравнению с известными позволяют существенно повысилы тока по времени) £ 10 А/с, dt сить эффективность процесса очистки частота f4 = (1-5). 10 і с"' , КПД исзагрязненных жидкостей. точника тока п = 0,7, мощность Р = 40 = 1-10 кВт, напряженность магнитноФ о р м у л а и з о б р е т е н и я го поля Е = 100-150 кА/м, длительность импульса Т„ м = (3-5)'10 с. Способ электрохимической очистки При проведении испытаний в камеру сточных вод с использованием алюмидиспергирования 'засыпают 4,-5 кг алюниевого растворимого анода, о т л и миниевых гранул. Расход чистой воды ч а ю щ и й с я тем, что, с целью '(номальный) 100 л/ч. Алюминий реаги-> повышения производителыюсти очистки рует с водой по реакции и экономии электроэнергии, используют алюминиевый анод, выполненный в ви2А1 + 6Н 0 = 2А1(ОН) + SH, де гранул, а процесс очистки осу50 ществляют, подавая на анод сильноточные импульсные электроискровые В процессе испытаний установлено, разряды синхронно с импульсным маг' что понижение напряженности магнитнитным полем напряженностью 100 ного поля меньше 100 кА/м и уменьше150 кА/м при длительности импульсов ние длительности импульсов ниже 3 мс 55 2-5 с . ухудшают при прочих равных условиях 1353743 Редактор Н.Егорова Составитель Т.Бара&аш Техред Л.Олийнык Корректор А.Ильин Закач 5664/21 Тираж 851 Подписное ВНЙИІШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4