Электрокоагулятор

 

Использование: электрокоагулятор относится к очистной технике. Сущность изобретения: электрокоагулятор состоит из корпуса, поддерживающей решетки, установленной на уголки, раструбов на концах электроизолирующей трубки, образующей вторичную обмотку трехфазного трансформатора. Штуцер предусмотрен для отвода очищенной сточной воды, патрубок служит для отвода из электрокоагулятора шлама. Сверху в корпус электрокоагулятора засыпают стальной металлический лом (стружку), содержащий преимущественно железо, заливают очищаемую сточную веду, которая проникает в трубку, заполняет катушки вторичной обмотки трансформатора. При подключении электрокоагулятора к источнику питания происходит растворение железа, в сточной воде ионы железа Fe+2 взаимодействуют с ионами хрома Cr+6, восстанавливая Cr+6 до Cr+3, и способcтвуют выпадению их в виде гидроокисей Cr(OH)3. Под действием силы тяжести Cr(OH)3 в виде взвесей оседает в нижней части электрокоагулятора и отводится через патрубок. 6 ил.

Электрокоагулятор предназначен для растворения металлической (стальной) стружки в сточных водах, содержащих ионы тяжелых металлов, и последующего осаждения их в виде гидроокисей, поэтому он может быть использован для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, например, в процессе гальванических производств.

Известно устройство для электрокоагуляционной очистки сточных вод, содержащее корпус с электродами, соединенными с источником электрического тока. Наиболее близким к заявленному устройству по совокупности признаков является электрокоагулятор, содержащий корпус с засыпным электродом и токоподводом, подключенным к источнику тока, патрубки подвода и отвода воды.

Известное электрохимическое устройство содержит корпус, выполненный из нержавеющей стали, органических материалов, например полипропилена и др. набор электродов (анодов и катодов), которые соединены с источником постоянного тока.

Токоподвод выполнен в виде штырей или клемм, присоединенных к электродам посредством болтов или в виде захватов с пружиной. Данное обстоятельство приводит к необходимости изготовления вспомогательных элементов (болты, гайки, втулки, захваты) для осуществления электроконтакта.

В процессе электролиза происходит разрушение электродов вследствие коррозии. Резьбовые соединения обладают низкой коррозионной стойкостью.

Вследствие коррозии происходит нарушение контакта источника питания и электродов.

В конструкции электрокоагуляторов, применяемых в настоящее время в производстве, как правило, содержится большое количество электродов, следовательно для рабочих объемов стоков остаются малые объемы, что снижает их производительность.

Таким образом, известные типы электрокоагуляторов сложны по устройству, обладают низкой надежностью и низкой производительностью.

Для этого необходимо индуцировать электрический ток непосредственно в электролите стоков, что в возможно с использованием переменного тока.

Известно, что в процессе электролиза на промышленной частоте 50 Гц в случае анодного растворения металла (железа) наблюдается анодная поляризация, т.е. ионы водорода блокируют анод, покрывая металл тонкой пленкой, этим обстоятельством обуславливается преимущественное применение постоянного тока в электрохимической очистке сточных вод.

Использование трехфазного тока низкой частоты позволяет снизить скорость процесса поляризации.

С целью повышения надежности электроконтакта растворяемого электрода с источником тока и повышения производительности, токоподвод выполнен в виде вторичной обмотки трансформатора, которая представляет собой электроизолирующую трубку, заполненную проводящей сточной водой.

Так как при подключении электрокоагулятора к источнику питания электроконтакт осуществляется через электролит, то это обстоятельство позволяет равномерно распределять электрическое поле и обеспечивать надежный контакт наполнителя с источником питания, т.е. обеспечивать достижение цели изобретения.

На фиг1 представлен общий вид трехфазного электрокоагулятора; на фиг.2 - разрез по вертикальной оси трехфазного электрокоагулятора; на фиг.3 - трехфазный электрокоагулятор, вид сверху; на фиг. 4 общий вид трехфазного трансформатора с вторичной обмоткой из электроизолирующей трубки, заполненной электролитом; на фиг.5 принципиальная электрическая схема подключения электрокоагулятора к трехфазной сети; на фиг.6 катушка вторичной обмотки трансформатора из электроизолирующей трубки, заполненной электролитом, вид с местным вырезом.

Трехфазный электрокоагулятор состоит из корпуса 1, выполненного из нержавеющей стали или полимеров, например полипропилена, поддерживающей решетки 2, установленной на уголки 3. Токоподвод выполнен в виде раструбов 4 на концах электроизолирующей трубки 5, которая образует вторичную обмотку 6 трехфазного трансформатора 7.

Штуцер 8 предусмотрен для отвода очищенной сточной воды. Шлам, оседающий в нижней части электрокоагулятора, отводится через патрубок 9. Электропитание трехфазного трансформатора осуществляется от типового тиристорного преобразователя частот (ТПЧ).

Работа трехфазного электрокоагулятора.

Сверху в корпус 1 электрокоагулятора засыпается стальной металлический лом (стружка), содержащий преимущественно железо, заливается очищаемая сточная вода, которая проникает в трубку 5, заполняет катушки 6 вторичной обмотки трансформатора 7.

Трехфазный электрокоагулятор может применяться для очистки хромсодержащих сточных вод.

При включении напряжения электропитания на первичную обмотку трехфазного трансформатора 7, во вторичной обмотке наводится ЭДС индукции, которая образует переменный электрический ток в электролите, заполняющем трубку 5 и обмотку 6. Вторичный ток в электролите трубки 5 и обмотки 5 замыкается через электролит сточной воды в корпусе 1 с помощью раструбов 4. Благодаря описанному процессу, в электролите сточных вод в корпусе 1 непрерывно протекает переменный ток, обеспечивая электрохимические реакции коагуляции.

При подключении электрокоагулятора к источнику питания происходит растворение железа, в сточной воде ионы железа Fe+2, взаимодействуя с ионами Cr+6, восстанавливают Cr+6 до Cr+3 и способствуют выпадению их в виде гидроокисей Cr(OH)3. Под действием силы тяжести Cr(OH)3 в виде взвесей оседает в нижней части электрокоагулятора и отводится через патрубок 9. Операции по описанному повторяют заданное число раз. Трехфазный электрокоагулятор может работать в непрерывном режиме по мере растворения железа, его расход компенсируется новой дозой стружки или стальных отходов через верх корпуса 1. Очищенная сточная вода отводится через штуцер 8, заполнение электрокоагулятора сточной водой осуществляется также через верх корпуса по мере ее расхода.

Так как применение токоподвода через электролит исключает контакт металлов, то данное обстоятельство обеспечивает равномерное распределение электрического поля и надежный контакт наполнителя с источником питания в сточной воде. Вышеперечисленные обстоятельства снижают металлоемкость конструкции и повышают надежность контакта растворяемого металла с источником питания.

Питание переменным электрическим током происходит при помощи ТПЧ (тиристорного преобразователя частоты), который является типовым и применяется по своему назначению.

Эффективность предлагаемого изобретения определяется масштабом его применения, т.е. размерами электрокоагулятора, расходом сточных вод, качественным их составом. Так, например, очистка хромсодержащих сточных вод по предлагаемому способу в электрокоагуляторе позволяет проводить процесс очистки непрерывно и снизить расход металла в 2 раза, что невозможно при применении известных способов электрохимической очистки воды.

Формула изобретения

Электрокоагулятор, содержащий корпус с размещенным в нем засыпным электродом, токоподводами, соединенными с источником тока, патрубки подвода и отвода воды, отличающийся тем, что корпус снабжен решеткой, размещенной в его нижней части, и отверстиями для токоподводов, токоподводы выполнены в виде раструбов и соединены с источником переменного тока через трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с источником тока, а вторичная обмотка, выполненная в виде трубы из диэлектрика и размещенная на сердечнике в виде катушки, соединена с раструбами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к обработке осадков, образующихся при очистке сточных вод и может быть использовано для обработки активного ила и осадков сточных вод

Изобретение относится к технологии обработки питьевой воды ультрафильтрацией от ионов тяжелых металлов, F--ионов, органических соединений, а также микроорганизмов, и может быть использовано как для обработки воды из артезианских скважин с целью дальнейшего использования в качестве бутылированной питьевой воды, так и для обработки водопроводной воды из сети

Изобретение относится к способу очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов для полной утилизации продуктов обработки сточных вод и упрощения способа обработки

Изобретение относится к защите окружающей среды от вредных веществ и может быть использовано, в частности для очистки сбросных вод рисовых систем от пестицидов

Изобретение относится к способу активации жидкости и к устройству для активации жидкости, которая может быть использована в промышленности, медицине, сельском хозяйстве, биологии и пр

Изобретение относится к очистке сточных вод, содержащих анионные синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), и может быть использовано в различных отраслях, связанных с производством и применением СПАВ

Изобретение относится к устройствам электрохимической очистки воды и может преимущественно использоваться в водоснабжении (в быту, медицине) для очистки определенной порции воды, что обусловлено дискретным типом действия

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод и может быть использовано для извлечения цветных металлов при очистке оборотных вод металлургического производства

Изобретение относится к очистке сточных вод от взвешенных веществ и может быть использовано на судах речного и морского транспорта

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от производственных загрязнений, в частности используемой для мойки машин в автохозяйствах, сельскохозяйственной техники и железнодорожного транспорта

Изобретение относится к области получения фильтрующих материалов и использования этих материалов в фильтрах для очистки сточных нефтесодержащих вод нефтяного производства от нефтепродуктов

Изобретение относится к электрохимической обработке водных растворов и получения газов, а именно к электрохимической установке со сборными и распределительными коллекторами анолита и католита, при этом анодные и катодные камеры выполнены в форме параллелограмма, в верхних и нижних углах которого для сообщения соответственно со сборными и распределительными коллекторами устроены каналы, обеспечивающие направление движения электролитов в анодных камерах справа-наверх-влево, а в катодных камерах - слева-наверх-вправо, и выполненные в виде ограниченного пространства, осуществляющего неполное сжатие и расширение потока электролита за счет того, что одна сторона канала представляет собой прямую, являющуюся продолжением боковой стенки камеры до пересечения со сборным или распределительным коллектором в точке прохождения радиуса коллектора R, перпендикулярного этой боковой стенке, вторая сторона канала изготовлена в виде полукруга, соединяющего сборный или распределительный коллектор со второй боковой стенкой камеры в точке пересечения полукруга с радиусом коллектора R, параллельным прямой стороне канала, причем радиус полукруга r и радиус сборного или распределительного коллектора R связаны соотношением R > r > 0

Изобретение относится к обработке воды, а именно к способу обеззараживания воды, основанному на электролизе, при этом обработку исходной воды осуществляют одновременным воздействием на нее в анодных камерах двух двухкамерных электролизеров с катионообменными мембранами атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода с введением в анодную камеру первого электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 10,5...11,5, в анодную камеру второго электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 8,5...9,0, получением после анодной камеры первого электролизера анолита с рН = 3-4, последующей доставкой его в обе камеры второго электролизера и получением после катодной камеры второго электролизера питьевой воды с рН = 7,0-8,5, при этом получаемый во втором электролизере анолит смешивается с исходной водой перед введением в камеры первого электролизера, а католит после первого электролизера отводится из устройства
Наверх