Всесоюзный научно-исследоватеяьский институт по охране вод и Всесоюэный научно-исследоват ьский -..институт водоснабжения, канализации, гидротех4ических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео (71). Заявители (54 ) ЭЛЕКТРОФЛОТОКОАГУЛЯТОР

Изобретение относится к очистке жидкостей электрохимическими метода-. ми и может быть использовано.при очистке технологических растворов и сточных вод в химической,,металлур-. гической, коксохимической и других отраслях проюаяапенности.

Известен электрофлотатор для очистки жидкостей с горизонтальным располо-10 жением электродов, укрепленных ради-, ально на токоподводе, который расположен по оси флотокамеры. Электрофло-; татор представляет собой цилиндр (или изготовлен s форме трапеции ), высота которого в 2-5 раз превышает эффективный диаметр, à днище аппарата дополнительно выполняет функцию отрицательного электрода, образуя буферную зону, предотвращающую унос . флокул с потоком раствора. Верх корпуса аппарата совмещен с приспособлением для удаления сфлотированных при- месей. Общее количество катодов отно-.сится к количеству анодов как Зз2. °

При этом катоды из углерода расноло-. гаются над анодами и занимают большую часть аппарата по высоте. Элек-трофпотатор снабжен патрубками для ввода и вывода-жидкости с регулирующими запорными приспособлениями и распределительным питающим устройством для подачи исходного раствора.

Движение жидкости осуществляется сверху вниз в противотоке к восходящему потоку газовых пузырьков получаеьих электролитическим путем (1 3.

Недостатком этого устройства является то, что из-за горизонтального расположения электродов, занимающих большую часть периметра флотокамеры, создается сопротивление движущемуся потоку жидкости, возрастает газонаполнение жидкости, которое приводит к росту ее оптического сопротивления.

Кроме того, иэ-за горизонтального расположения электродов .создается повышенная опасность засорения их рабочей поверхности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электрофлотокоагуляционный аппарат, состоящий .. иэ горизонтальных последовательно расположенных пяти ce сций. Первая секция вЂ” приемная, вторая вЂ” электродная с набором вертикально расположенных растворимых(алюминиевых или железных пластин ). Третья и четвертая секция содержат,горизонтально расположенные электроды: графиФ

994428 товый анод и проволочный катод. Пятая секция служит для отделения воды от продуктов электрофлотокоагуляции. Секции отделены друг от друга перегородками так, что вода совершает зигзагообразный путь. Электроды (как растворимые, так и нерастворимые ) подключены к источнику постоянного тока (2 3.

Однако конструкция аппарата не . позволяет изменять при необходимости последовательность операций обработки, что приводит к повышенным энергозатратам. Отсутствие секции электроокисления;не позволяет проводить электроокисление - восстановление органических примесей. Установка вертикальных пластин не позволяет достигать высокой производительности, и, кроме того, они вызЫвают разрушение, пены потоком жидкости, что значитель- но ухудшает качество очистки.

Целью изобретения является повышение производительности, степени очистки и снижения энергозатрат.

Для достижения поставленной цели в электрофлотокоагуляторе, содержащем 2 корпус, разделенный на секции с размещенными в них растворимыми и нерастворимыми электродами, отстойник, патрубки ввОда и вывода, корпус электрофлотокоагулятора выполнен по край- 3О ней мере из двух отдельных секций, установленных друг над другом с размещенными в них вертикально блоками автономных электродов, причем плоскости их в соседних секциях параллель-35 ио пересекающиеся, и каждая секция дополнительно содержит сетчатый электрод, размещенный под блоком вертикальных электродов горизонтально и подключенный к отрицательному полюсу 40 автономного источника тока, а патрубок ввода расположен вверх корпуса, патрубок вывода вЂ” снизу. Кроме того, плоскости электродов в соседних секциях пересекаются под углом 45-90О .

В нижней секции размещен распредели45 тель подачи газа.

На фиг. 1 изображен схематично электрофлотокоагулятор, общий вид; на фиг. 2 вЂ” узел l на фиг. 1 на фиг. 3 вЂ” сечение A A на фиг. 1; на фиг. 4 вЂ” схема электродной системы в электрофлотокоагуляторе; на фиг. 5 вариант установления дополнительного электрода в плоскости соединения блоков °

Корпус электрофлотокоагулятора выполнен в виде отдельных соединенных между собой вертикально секций 1-5 (фиг. 1 ) и соединенное с верхней секцией 1 корпуса электрофлото- ф коагулятора приспособление б для удаления сфлотированных примесей.

В качестве приспособления б может, быть использована, например, емкость с лопастной мешалкой 7 или Я скребками. Каждая из секций 1-5 выполнена в виде цилиндрической царги или прямоугольной в сечении формы, Высота собранного корпуса электрофлотокоагулятора в 2-5 раз превышает его эффективный диаметр или ширину прямоугольного сечения. Между верхней и нижней секциями электрофлотокоагулятора устанавливают одну или более секций в зависимости от свойств очищаемой жидкости и характера примесей.

Каждая из секций 1-5 снабжена двумя патрубками 8 для токоподводов и фланцами. 9 с отверстиями для быстроразъемных болтовых соединений 10 (см. фиг, 2 ).Установленные в секциях

1-5 блоки электродов 11, выполненные в виде перфорированных пластин или сеток, установлены в корпусе секции вертикально. В зависимости от природы примесей электроды изготавливаются из угля, графита, железа, алюминия, никеля или окисно-металлические и др. Межэлектродное расстояние составляет 5-25 мм.

Секции 1-5 устанавливают одну QT носительно другой таким образом, что плоскости электродов 11 нижеустановленного блока развернуты под углом

45-90О относительно электродов 11 вышеустановленного блока. В результате такой установки блоков электродная система в аппарате образует распределительную решетку-успокоитель (фиг. 4 ).

В каждой секции 1-5 в нижней части под электродами 11 установлен в горизонтальной плоскости дополнительный электрод 12, который выполняют в виде сетки или перфорированной пластины с.относительно большими перфорациями. Для установки блока электродов 11 каждая секция 1-5 имеет в нижней части внутренний буртик 1. Внутренняя .часть секций 1-5 покрыта диэлектрическим материалом.

На буртик 13 укладывают дополнительный электрод 12, на который укладывают изолирующее кольцо 14. На кольцо 14 устанавливают с закрепле-нием блоки электродов 11 (фиг. 2 ).

Возможна установка дополнительного электрода 12 в плоскости соединения секций 1-5, что предпочтительно. В таком случае дополнительный электрод

12 укладывают между изолирующим и уплотняющими прокладками 15 и 16.

Дополнительный: электрод 12 подключают к отрицательному полюсу автономного источника тока может являться как токоподвод и выполнять функцию несущей основы для электродов (см. фиг. 5 ).

В верхней секции 1 установлено питающее устройство 17; например труба, соединенная с патрубком 18, который посредством трубопровода с вентифита, можно провести предварительноэлектрофорвтическую активацию взвешенных загрязняющих веществ, в секции 2 - коагулнрование загрязняющих . веществ с использованием .растворимых электродов из железа или алюминия, в секции 3 и 4 вЂ” электрофлотацию, электроокисление-восстановление, для чего электроды в этих секциях изготавливают из графита или татана с металлоксидныи покрытием или др.

Число секций, а также их комбинация могут быть и иными, Пример 1. При электрофлотационной очистке сточной воды ваку умкарбонатной сероочистки, содержащей 0,5 г/л взвеЫенных и эмульгированных органических веществ (смолы, масла, нафталин ), в аппарате с 3 секциями за 1 мин достигнуто практически полное их удаление. В ходе дальнейшей электрообработки сточной воды окисляются солевые вещества (роданид 95 г/л и др. ) и в результате этого вода по качеству соответствует требованиям технологического режима сероочистки и может быть возвращена для повторного использования. При этом использовался 3-х секционный аппарат с графитовыми электродами.

В верхней секции поддерживают плотность тока в пределах 80-100 A/è, во 2-й и 3-й соответственно 500 и

3000 A/ì . Температура обрабатываемой воды 50-60 С, а общее время обработки составляло 20 мин.

П р н м е р 2. В этом же электрофлотокоагуляторе была проведена очистка сточной воды мыаьяково-содовой сероочистки ° При этом плотность тока поддерживают в следующих пределах (A/м 2): 1 секция вЂ” 150у 2

300; 3 вЂ” 3500 . Общее время обработки

30 мин. После 2-х минутной флотации взвешенные из последующего электрохимического окисления солевых загрязняющих веществ (роданид 120 г/л ) был получен ксантановодород и полностьюрегенерированы соединения мышьяка в виде его окисла. Степень очистки составляет Ъ: от взвешенных 100, роданидов 95-97, соединений мышьяка .

99,9.

Благодаря таким конструктивным особенностям электрофлотокоагуляторавЂ” секционному выполнению корпуса с.отдельными блоками электродов с параллельно пересекающимися поверхностями и установкой в каждой секции дополнительного сетчатого электрода вЂ” обеспечивается повыаение эффективности работы аппарата, повышение качества очистки жидкостей и снижение энергозатрат по сравнению с применением известных аппаратов. Возможно также комбинированное воздействие на очищаемую жидкость, причем характер и

5 994428 лем 19 соединен с системой подачи в электрофотокоагулятор обрабатываемой жидкости

Верх секции 1 может быть открытым или снабжен крышкой 20 с патрубком

21 для отвода газа, а в корпусе секции 1 имеется параллельное окно, выполненные выше питающего устройства 17.. Переливное окно снабжено снаружи корпуса секции лотком для отвода пены, а выход лотка соединен с о приспособлением для удаления сфлотированных примесей. Отвод сфлотированных примесей и секции 1 может осуществляться также переливом через его верхнюю кромку. В этом случае снаружи секции 1 крепится обечайка

22 (кожух ), образуя емкость 6 для сбора примесей, которые удаляются с поверхности жидкости, например, мешалкой 7 через лоток 23.

Нижняя секция 5 выполнена с отстой--О ником 24, днище которого может быть выполнено конусным и в нижней части снабжено патрубком с регулируеяой задвижкой 25 для вывода шалама из аппарата. 25

В верхней частн отстойника 24 установлен соединенный с компрессором (не показан ) распределитель 26 подачи газа, например, воздуха. Отстойник 24 снабжен патрубком 27 вы- 30 вода обработанной жидкости из электрофлотокоагулятора. Выходное отверстие 28 патрубка 27 вывода жидкости расположено не ниже 1/3 высоты элек- трофлотокоагулятора. K патрубку 27 через вентиль 29 подсоединен трубопровод отвода обработанной жидкости.

Электрофлотокоагулятор работает следующим образом.

Подлежащую очистке сточную воду @ или иную жидкость через вентиль 19 подают. в питающее устройство 17, посредством которого вода равномерно распределяется по всему сечению верхней секции 1 и далее попадает в межзлек.тродное пространство. Образующаяся ,пена удаляется через переливное окно или верхнюю кромку, секции 1 мешалкой

7 в приспособление 6 для удаления сфлотированных загрязняющих воду веществ низ него выводится через лоток 23. Осаждающиеся загрязняющие ве" щества в отстойнике 24 выводятся через . патрубок с регулируемой задвйжкой 25.

Обработанная вода через патрубок 27 выводится из электрофлотокоагулятора.

При необходимости интенсифицировать флотацию в аппарат подают сжатый воздух через распределитель 26.

Комбинируя секциями 1-5 с различными блоками электродов в одной сбор 6О ке аппарата можно в зависимости от ,загрязненности подвергать сточную воду или иную жидкость различным видами обработки. Наример, установив . в верхней секции 1 электроды из гра- 65

994428 последовательность воздействия могут быть изменены.

Благодаря тому, что плоскости электродов в соседних секциях пересекаются под углом 45-90 образуется решетка-успокоитель потока жидкости, что обеспечивает более полную и эффективную ее обработку. Установка в нижней секции распределителя газа дает возможность интенсифицировать флотокоагуляцию.

Применение данного аппарата позвоет значительно увеличить производительность аппарата при высокой степени очистки и низких энергозатратах.

Формула изобретения

1. Электрофлотокоагулятор для очистки сточных вод, содержащий корпус, разделенный на секции с размещенными в них растворимыми и нерастворимыми электродами, отстойник, патрубки ввода и вывода очищаемых,вод, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, степени очистки и снижения энергозатрат, корпус выполнен по крайней мере из двух отдельных секций, установленных друг над другом с размещен. ными в них вертикально блоками автономных электродов, причем плоскости их в соседних секциях параллельно пересекающиеся и каждая секция дополнительно содержит сетчатый электрод, размещенный иод блоком вертикальных электродов горизонтально и подключенный к отрицательному полюсу автономного источника тока, а патрубок ввода расположен вверху корпуса, патрубок вывода снизу.

2. Электрофлотокоагулятор по п.1, о т л.и,ч а ю шийся тем, 35 что.плоскости электродов в соседних секциях пересекаются под углом 45-90О.

3. Электрофлотокоагулятор по п.1, отличающийся тем, что в нижней секции размещен распределитель подачи газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Ф 2137801, кл. С 02 С i/00, 1972.

2. "Электронная обработка матерйалов", 1966, Р 4, (10 ), с. 94-96 (прототип ).

994428

Составитель T. Барабаш

Редактор А ° Долинич Техред С.Мигунова: Корректор Е, Рошко

Заказ 537/1 Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета СССР

rro делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5