Электролизер для обработки воды

 

Изобретение позволяет повысить эффективность работы электролизера. Он состоит из корпуса, разделенного диафрагмой на анодную и катодную камеры. К диафрагме с обеих сторон прижаты перфорированные анод и катод. Перфорация выполнена в виде щелеобразных отверстий. В отверстиях расположены скребки, которые контактируют с поверхностью диафрагмы, и электроды установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль диафрагмы. При этом скребки счищают с части поверхности диафрагмы намывной слой продуктов электролиза и осадок. В процессе перемещения электродов уменьшается площадь фильтрации через диафрагму, так как отверстия на аноде, смещаясь относительно отверстий на катоде , уменьшают соосность между ними и уменьшают площадь фильтрации. Это приводит к увеличению скорости фильтрации и выносу частиц твердой фазы из пор диафрагмы . 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц5 С 02 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730986/26 (22) 22.08.89 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (72) В,M.Ðîãîâ, В.Л.Филипчук и Я.А.Боровой (53) 628.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 882944, кл. С 02 F 1/46, 1979. (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность работы электролизера. Он состоит из корпуса, разделенного диафрагмой на анодную и катодную камеры, К диафрагме с обеих сторон прижаты перфорированные анод и катод. Перфорация выполнена в

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для электрохимического регулирования активной реакции (рН) и окислительно-восстановительного потенциала (Eh) среды при очистке природных и сточных вод.

Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, причем поверхность электродов, обращенная к диафрагме, покрыта электроизоляционным материалом, а перфорация электродов выпол нена соосно.

Недостатком известного устройства является отсутствие регенерации закальматированной диафрагмы в процессе обработки,5U(, 1724593 А1 виде щелеобразных отверстий. В отверстиях расположены скребки, которые контактируют с поверхностью диафрагмы, и электроды установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль диафрагмы. При этом скребки счищают с части поверхности диафрагмы намывной слой продуктов электролиза и осадок.

В процессе перемещения электродов уменьшается площадь фильтрации через диафрагму, так как отверстия на аноде, смещаясь относительно отверстий на катоде, уменьшают соосность между кими и уменьшают площадь фильтрации. Это приводит к увеличению скорости фильтрации и выносу частиц твердой фазы из пор диафрагмы, 1 з.п.ф-лы, 3 ил. воды, что снижает эффективность работы электролизера, так как при этом снижается сила тока электрода, ухудшается миграция 1 ) ионов, снижается интенсивность измере- ф ния рН и Eh католита и анолита. 1

Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет обеспечений возможности регенерации диафрагмы в процессе работы.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизере, содержащем корпус, раз- — а деленный диафрагмой на электродные камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, причем перфорация электродов выполнена соосной, перфорация электродов выполнена в виде щелеобразных отверстий, в отверстиях перфорации ус1724593

10 тановлены скребки, контактирующие с поверхностью диафрагмы, и электроды установлены с возможностью возвратно-поступательного движения относительно диафрагмы.

Кроме того, перфорация электродов выполнена переменного сечения по толщине электрода с уменьшением его по направлению к диафрагме.

На фиг.1 приведен электролизер, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1, электроды в рабочем положении; на фиг.3— то же, электроды в процессе регенерации диафрагмы.

Электролизер содержит корпус 1, разделенный диафрагмой 2 на анодную 3 и катодную 4 камеры. К диафрагме 2 с обеих сторон прижаты перфорированные анод 5 и катод 6. Перфорация электродов выполнена в виде щелеобразных отверстий 7, расположенных вертикально. Отверстия 7 выполнены в продольном сечении переменными и в них расположены скребки 8, которые контактируют с поверхностью диафрагмы 2, Отверстия 7 перфорации катода и анода расположены соосно, Кроме того, электроды 5, 6 установлены с возможностью возвратно-поступател ьного перемещения, например, продольно вдоль диафрагмы 2.

Вдоль электродов 5, 6 установлены перфорированные трубопроводы 9, 10, соединенные с патрубками 11 и 12 для подачи обрабатываемой жидкости в анодную 3 и катодную 4 камеры, Трубопроводы 9, 10 снабжены вентилями 13, а патрубки 11, 12— вентилями 14, 15. Электродные камеры имеют патрубки 16, 17 для отвода обработанной жидкости. Патрубки 16, 17 снабжены запорно-регулирующей арматурой (не показана).

Корпус 1 снабжен камерой 18, при этом между ее стенками и электродами расположены уплотнения 19.

Электролизер работает следующим образом.

При обработке жидкости электрический ток проходит между внешними плоскостями катода 6 и анода 5, в результате чего происходит повышение рН католита в катодной камере 4. В процессе обработки жидкости на поверхности диафрагмы 2 со стороны анодной (или катодной) камеры образуется слой продуктов электролиза, осадка и т,д., особенно интенсивно образующихся при работе диафрагмы в фильтрующем режиме путем перетока воды из одной алек родной камеры в другую. В процессе этого происходит также кальматация пор диафрагмы.

Это вызывает снижение силы тока электролизера, ухудшение миграции ионов, снижение интенсивности изменения рН и Eh

55 католита и анолита, в результате чего падает эффективность работы электролизера. Для регенерации диафрагмы, например, со стороны анодной камеры анод 5 перемещается вдоль диафрагмы на половину ширины (!) отверстия 7, При этом скребок 8 счищает с части поверхности диафрагмы 2 слой продуктов электролиза, а с другой части поверхности диафрагмы 2 этот слой счищается боковой кромкой отверстий 7 анода 5. В процессе перемещения анода уменьшается площадь фильтрации через диафрагму, так как отверстия на аноде, смещаясь относительно отверстий на катоде, уменьшают рабочую площадь диафрагмы и соответственно площадь фильтрации. Это приводит к увеличению скорости фильтрации и декальматации диафрагмы 2 с выносом частиц твердой фазы из ее пор. При этом подача очищаемой воды переключается на перфорированный трубопровод 9, Вода поступает по касательной вертикально расположенных отверстий 7 перфорации на аноде и регенерируемого участка диафрагмы, что способствует смыву очищенного намывного слоя продуктов электролиза и осадка с поверхности анода 5 и диафрагмы

2, Смытая твердя фаза вместе с обработанной жидкостью выводится с анодной камеры 3 через патрубок 16. После регенерации половины диафрагмы 2, расположенной в проеме между соосными отверстиями 7 на катоде 6 и аноде 5, он смещается в противоположное направление на величину 1, при этом регенерируется вторая половина участка диафрагмы 2, После регенерации второй половины диафрагмы анод 5 смещается в положение соосности отверстия 7 перфорации с отверстиями катода. Регенерация окончена. Подача жидкости переключается на патрубок 11. Регенерация диафрагмы со стороны катодной камеры производится перемещением катода аналогично описанному процессу.

Электроды относительно диафрагмы могут перемещаться вертикально. В этом случае отверстия располагаются горизонтально.

Очистка диафрагмы производится аналогично, Наличие уплотнения 19 препятствует попаданию обрабатываемой воды в нерабочую камеру 18. Расположение электродов в корпусе 1 с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно диафрагмы 2 способствует снятию намывного слоя осадка и продуктов электролиза с поверхности диафрагмы, Кроме того, уменьшение площади фильтрации через диафрагму увеличивает скорость фильтрации, что интенсифицирует процесс

1724593

55 выноса твердой фазы из пор диафрагмы в процессе ее регенерации.

Выполнение перфорации электродов 5, 6 в виде щелеобразных отверстий 7, расположенных вертикально, и размещение над ними перфорированных трубопроводов 9 и

10 позволяет интенсифицировать смыв осадка, снятого электродами и скребками с поверхности диафрагмы, за счет того, что направления отверстий 7 и потока подаваемой воды из трубопроводов 9 и 10 совпадают.

Выполнение отверстий 7 в продольном сечении переменными способствует более быстрому выводу снятого осадка с поверхности диафрагмы 2, так как кромка электрода работает как подрезающий нож. Кроме того, это способствует раскрытию отверстия. что создает благоприятные условия для смыва осадка с электродов и диафрагмы.

Наличие скребков 8 в отверстиях 7 способствует эффективности съема осадка с поверхности диафрагмы 2, так как при этом необходимо смещение электрода только на половину ширины отверстий 7. При этом скребком снимается осадок со всей поверхности диафрагмы, размещенной в створе смещенных отверстий 7 на разных электродах, без полного перекрытия рабочей площади диафрагмы в процессе регенерации и тем самым исключает полное прекращение работы электролизера.

Таким образом, электролизер для обработки воды позволяет повысить эффективность работы путем регенерации диафрагмы без остановки процесса элект5 рообработки воды, что позволяет повысить производительность электролизера и снизить эксплуатационные затраты на обработку жидкости с обеспечением ее высокого качества.

10 Формула изобретения

1. Электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на электродные камеры с размещенными в них перфорированными электродами, 15 прижатыми к диафрагме, причем перфорация электродов выполнена соосной, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы электролизера за счет обеспечения возможности очистки ди20 афрагмы в процессе работы, перфорация электродов выполнена в виде щелеобразных отверстий, в отверстиях перфорации установлены скребки, контактирующие с поверхностью диафрагмы, и электроды ус25 тановлены с возможностью возвратно-поступательного движения относительно диафрагмы.

2. Электролизер по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перфорация электродов выпол30 нена переменного сечения по толщине электрода с уменьшением его по направлению к диафрагме.

1724593

A-A

6 7

50

Составитель Т. Барабаш

Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор А, Мотыль

Заказ 1146 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