Електрореактор для очищення шахтних вод

Реферат: Електрореактор для очищення шахтних вод містить корпус з крайніми перфорованими анодом та катодом, які розташовані перпендикулярно потоку води, між якими встановлено біполярні електроди з діелектричного полімерного матеріалу з нерозчинними струмопровідними елементами з наскрізними отворами, що поділяють простір установки на секції очищення, систем подачі, розподілу, збору і відведення води. Між біполярними електродами встановлені монополярні перфоровані електроди. UA 75522 U (54) ЕЛЕКТРОРЕАКТОР ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ШАХТНИХ ВОД UA 75522 U UA 75522 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до фізико-хімічного очищення і може бути використана для очищення шахтних вод вугледобувних підприємств та виробничих стічних вод. Відомий пристрій для очищення шахтних вод, що складається із корпусу з струморозчинними електродами, які розташовані ортогонально потоку води, систем подачі, розподілу, збору і відведення води [1]. Недоліком вказаного винаходу є низький ступінь очищення води за рахунок високої поляризації електродів, та зниження робочої електродної поверхні при їх поступовому електролітичному розчиненні. Найближчий за технічною суттю до запропонованого рішення є пристрій, що містить корпус з крайніми перфорованими анодом та катодом, які розташовані перпендикулярно потоку води, між якими встановлено біполярні електроди з діелектричного полімерного матеріалу з нерозчинними струмопровідними елементами з наскрізними отворами, що поділяють простір установки на секції очищення, систему подачі, розподілу, збору і відведення води [2]. Недоліком вказаного винаходу є недостатній ступінь очищення рідини особливо щодо вилучення іонів металів з води, з низькою мінералізацією або з води з різкою зміною мінералізації, за рахунок значних омічних втрат при високому газонасиченні, перевитрат напруги в секціях очищення води в пристрої, та високих загальних затрат електроенергії на реалізацію процесів очищення води. Задача корисної моделі направлена на зниження омічних втрат та газонасичення у секціях очищення води в пристрої, при перерозподілі напруги між електродами, в сторону збільшення, при поділі простору установки на секції очищення біполярними електродами, що дозволить підвищити ступінь очищення. Поставлена задача вирішується тим, що в електрореакторі для очищення шахтних вод, який складається із корпусу з крайніми перфорованими анодом та катодом, які розташовані перпендикулярно потоку води, між якими встановлено біполярні електроди з діелектричного полімерного матеріалу з нерозчинними струмопровідними елементами з наскрізними отворами, що поділяють простір установки на секції очищення, систем подачі, розподілу, збору і відведення води, між біполярними електродами встановлені монополярні перфоровані електроди. В результаті руху рідини в установці, поступово, в секціях очищення, величина омічних втрат на біполярних електродах зростає, що призводить до значного газонасичення міжелектродного простору, погіршується підвід до активної поверхні струмопровідних фаз іонів металів та інших забруднюючих домішок, які містяться у воді, зростають непродуктивні затрати електричного струму на подолання омічних втрат. Встановлення між біполярними електродами монополярних електродів дозволить знизити поляризацію струмопровідних фаз електродів у секціях очищення води в пристрої, збільшити загальну величину струму, за рахунок монополярного під'єднання до джерела постійного струму, змінити загальну орієнтацію полярності на струмопровідних фазах біполярних електродів, що призведе до зниження омічних втрат та зниження газонасичення в секціях очищення в пристрої, та дозволить підвищити ступінь очищення води в установці. На кресленні показана конструкція електрореактора для очищення шахтних вод. Електрореактор містить корпус 1, в якому розташовані, перпендикулярно потоку рідини крайні перфоровані анод 2, катод 3 та біполярні електроди 4, в яких встановлені нерозчинні струмопровідні елементи 5 з наскрізними отворами. Між біполярними електродами 4 встановлені монополярні перфоровані електроди 6. Збір флотошламу з міжелектродного простору забезпечують наскрізними отворами 7 та наступним його відведенням по трубопроводу 8. Електрореактор для очищення шахтних вод оснащений системами подачі 9, розподілу 10, збору 11 та відводу 12 оброблюваної води. Електрореактор для очищення шахтних вод працює таким чином. Шахтна вода надходить по системі подачі 9 та розподіляється системою 10 в корпусі 1, в якому перпендикулярно потоку води встановлені біполярні електроди 4, які розділяють об'єм реактора на секції очищення. Біля нерозчинних точкових струмопровідних елементів 5 в біполярних електродах 4, з різних їх сторін, шахтна вода поступово підпадає під дію різнозаряджених приелектродних шарів. Спочатку, шахтна вода зі сторони катодної поверхні біполярного електрода взаємодіє з надлишком гідроксильної групи ОН з наступним утворенням n+1 -1 нерозчинних сполук Ме (ОН )n. У міру проходження в отворах в нерозчинних точкових струмопровідних елементах 5, у воді накопичені при електролізі іони водню взаємодіють з гідрооксидіонами, що не прийняли участь в утворенні нерозчинних сполук на катодних поверхнях. Загальна величина рН рідини залишається нейтральною 7,5-8,5. Поступова обробка води на біполярних електродах, при постійності розподілу струму, призводить до зростання 1 UA 75522 U 5 10 15 20 омічних втрат за рахунок збільшення газонасичення в міжелектродному просторі. Для запобігання критичному зростанню омічних втрат, високого газонасичення в міжелектродному просторі, поляризації електродів, зниження ступеня підводу іонів металів та інших забруднюючих домішок до активної поверхні електродів встановлені монополярні електроди 6. При цьому загальна полярність електродів змінюється на протилежну. Ліва сторона біполярних електродів в результаті встановлення монополярних електродів стає позитивно зарядженою. А права сторона біполярних електродів - негативно заряджена. Зміна напрямку полярності біполярних електродів дає можливість більш глибоко стадійно проводити процеси очищення води від іонів металів, які здатні утворювати нерозчинні сполуки. За рахунок розташування монополярних електродів між біполярними знижується загальна напруга на електродах, причому зростає величина струму, що збільшує кінетику процесів очищення та в загальному інтенсифікує процеси очищення води. В результаті очищення рідини в установці утворюється флотошлам, який у міру його накопичення, відводиться крізь наскрізні отвори 7 по трубопроводу 8, а очищена вода збирається системою 11 та відводиться системою 12. Запропонована конструкція дозволяє знизити омічні втрати, знизити газонасичення в міжелектродному просторі установки при зменшенні загальної напруги на електродах за рахунок встановлення монополярних перфорованих електродів між біполярними електродами, що забезпечить стабільність роботи, високу якість очищення води та знизить загальні непродуктивні втрати електричного струму. Джерела інформації: 1. А.с. № 1325020 Устройство для электроочистки жидкости, МПК С02F1/46, Бюл. № 27, 23.07.1987. 2. Патент на корисну модель № 29677 Електрохімічний реактор для очищення шахтних вод, МПК С02F1/46, Бюл. № 2, 25.01.2008. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Електрореактор для очищення шахтних вод, що містить корпус з крайніми перфорованими анодом та катодом, які розташовані перпендикулярно потоку води, між якими встановлено біполярні електроди з діелектричного полімерного матеріалу з нерозчинними струмопровідними елементами з наскрізними отворами, що поділяють простір установки на секції очищення, систем подачі, розподілу, збору і відведення води, який відрізняється тим, що між біполярними електродами встановлені монополярні перфоровані електроди. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2