Способ электрохимической очистки воды

 

Изобретение относится к очистке воды электрохимическими методами. Цель изобретения - повышение степени очистки воды . Обработку воды ведут в диафрагменном электролизере асимметричным переменным током. Поток воды, вытекающий из катодной камеры электролизера подвергается магнитной обработке в постоянном магнитном поле с одновременной фильтрацией через металлокерамический М12 А1-фильтр. Остаточное содержание ионов железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 02 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692287/26 (22) 21.02.89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) С.В.Образцов, В,M.Êåöêàëî, К,Ю.Мухамеджанов, А.Л.Миносов и Л.Н.Шиян (53) 628.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1171428, кл, С 02 F 1/46, 1982, (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к очистке воды электрохимическими методами, Цель изоИзобретение относится к электрохимическим способам очистки природных, технологических и сточных вод от механических примесей, солей жесткости, ионов тяжелых металлов, органических примесей и может быть использовано для получения воды хозяйственно-бытового назначения.

Цель изобретения — повышение степени очистки.

На фиг. 1 изображена структурная схема установки, на которой проводилось испытание эффективности способа, состоящей из двухкамерного электролизера 1, блока питания 2, формирующего асимметричную форму. питающего напряжения, амперметров 3, емкости с водой 4, перистальтического насоса .5,испытуемого устройства обработки катодной воды 6, приемных емкостей для катодной 7 и анодной 8 воды.. Ж 1691318 А1 бретения — повышение степени очистки воды, Обработку воды ведут в диафрагменном зле ктролизере асимметричным переменным током. Поток воды, вытекающий из катодной камеры электролизера подвергается магнитной обработке в постоянном магнитном поле с одновременнойфильтрацией через металлокерамический NI2 — Al-фильтр, Остаточное содержание ионов железа (0,02 мгlл) и солей жесткости (0,4 мг — экв/л) при обработке артезианской воды достигается при значении напряженности магнитного поля 100 + 10 кА/м, направленного перпендикулярно потоку воды, и фильтровании через металлокерамический фильтр, полученный по СВС-технологии, 2 ил., 3 табл.

Способ был реализован при помощи.устройства, приведенного на фиг. 2, состоящего из постоянного магнита 9, между полюсов которого размещен фильтрующий элемент 10, камеры для подачи очищаемой воды 11 и камеры для отвода очищенной воды 12.

fl р и м е р. Артезианская вода со скважины, линейная скорость воды в камере омагничивания 1,3 м/ч, сила тока 1А, асимметрия тока 8:1, рН католита 10,8, напряженность магнитного поля изменялась в пределах 12 — 143 кА/м, фильтр СВС состава 2

Вода, вытекающая из катодной камеры злектролизера, содержащая коллоидные частицы гидроокиси железа и ультрадисперсную смесь солей жесткости, поступает через камеру 11 (см. фиг. 2) к фильтрующему элементу 10, помещенному между полюсами

1691318 постоянного магнита 9, Проходя через электропроводящий слой фильтрующего материала со скоростью порядка 1,3 м/ч, коллоидные частицы гидроокиси железа перераспределяют свой заряд, вследствие че- 5 го снимаются препятствия к их укрупнению, что приводит к быстрому формированию осадка. Соединения железа являются магнитоактивными частицами, и поэтому действие магнитного поля (Н = 100 +10 кА/м) 10 способствует, по-видимому, еще большему ускорению коагуляции, В процессе быстрого образования осадка эффективно захватываются частицы солей жесткости и, в итоге, на выходе из камеры 12 вода содер- 15 жит меньше солей, чем вода, очищенная по способу-прототипу.

Опытные данные приведены в табл. 1; данные по влиянию напряженности магнитного поля приведены в табл. 2. 20

Как следует из представленных данных, при напряженности ниже 90 кА/м не достигается необходимой степени очистки, превышение ее выше 110 кА/м не влияет на степень очистки, но ведет к повышенным 25 энергозатратам.

Также проведены эксперименты по фильтрации катодной воды различными фильтрами: — Фильтрование проводилось через бу- 30 мажный фильтр (синяя лента), — Фильтрование через фильтр, полученный спеканием порошка никеля марки ПНК, — Фильтрование через фильтр, получен- . ный СВС-синтезом смеси порошков никеля 35

{ПН К) и алюминия (ПА-4), — Фильтрование через фильтр, полученный спеканием порошка алюминия марки

ПА-4.

Все процессы фильтрации проводились 40 в магнитном поле с напряженностью

96 КА/м при линейной скорости потока

1,3 м/ч. Данные приведены в табл. 3, Содержание железа до и после фильтров контролировалось методом химического анализа. 45

Как следует из эксперимента, наибольшая степень фильтрации достигается на фильт- ре состава Niz — Al. полученном по СВС-технологии, Поперечный разрез фильтров бывших в 50 эксплуатации показал, что в фильтрах, полученных из порошков никеля или алюминия спеканием, работает весь объем фильтра, на что указывает наличие частиц гидроокиси железа по всей толщине фильтра, Плотность частиц убывает равномерно от наружной границы до внутренней.

При просмотре поперечного сечения (сделанного параллельно направлению достижения фильтруемого потока жидкости) фильтра состава оказалось, что в процессе фильтрации участвует лишь наружный слой фильтрующего материала толщиной порядка 1 мм при общей толщине фильтрующего слоя 60 мм.

Этот эффект указывает на каталитическое влияние материала фильтра на процесс формирования осадка. Поверхность СВСфильтра при фильтровании воды, вытекающей из катодной камеры электролизера, инициирует образование автофильтрующего слоя осадка, который в дальнейшем участвует в процессе фильтрации. Осадок накапливается в виде "шубы", который легко смыкается кратковременной обратной промывкой, и восстанавливается работоспособность фильтра.

Проведенные данные позволяют сделать вывод о том, что проведение магнитной обработки катодной воды с одновременной фильтрацией через металлокерамический

СВС-фильтр позволяет добиться более высокой степени очистки воды без дополнительных энергозатрат.

Формула изобретения

Способ электрохимической очистки воды, включающий последовательную обработку в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов при подаче на них переменного асимметричного напряжения с соотношением катодной и анодной составляющих (8 — 10):1 и фильтрацию перед обработкой в анодной камере, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, фильтрацию ведут в постоянном магнитном поле напряженностью 100 +10 кА/М, направление которого перпендикулярно направлению потока воды с использованием Nlz Al металлокерамического фильтра, изготовленного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, 1691318

Таблица1

Таблица 2

Таблица 3

1691318

Фиг,2

Составитель Т,Барабаш

Редактор Г.Мозжечкова Техред М,Моргентал Корректор И,Муска

Заказ 3903 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101