UA82415C2 - Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до установок для комплексної обробки промислових, комунальних, медичних, дощових та інших стоків з метою поліпшення їх біологічних властивостей і може бути застосований для отримання води, придатної для використання.

Відомі установки для очищення води з метою отримання питної води, які включають пристрої для попереднього очищення води від шкідливих і отруйних речовин, охолоджувачі води, нагрівачі і місткості для зливу конденсату. За їх складністі і низької ефективністі не вдається проводити очищення стоків в проточному 70 режимі.

Найближчою до запропонованої установки по кількості істотних ознак є установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану трубопроводом з розрядною камерою, в якій розміщені металеві гранули і електроди, що підключені до генератора електричних імпульсів (Шидловский А.К., Щерба А.А., Захарченко С.Н. Перспективь! 719 применения искрозрозионной коагуляции в системах водоподготовки теплових сетей. Журнал: Вода і водоочисні технологи, Мо2 (б), 2003, с. 25-31).

Недоліком описаної установки є її низька ефективність, яка зменшується при збільшенні швидкості протікання рідини через шар металевих гранул. Це не дозволяє проводити очищення у проточному режимі.

В основу запропонованого винаходу поставлена задача підвищення ефективності очищення водних розчинів | здійснення очищення в проточному режимі.

Поставлене винаходом завдання досягається тим, що в установку для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану трубопроводом з розрядними камерами, в яких розміщені металеві гранули і електроди, підключені до генератора електричних імпульсів, згідно винаходу додатково введені перша і друга електролітичні комірки зі с встановленими в них діафрагмами і електродами, що підключені до джерела постійного струму, друга, третя і ге) четверта розрядні камери, що підключені до генератора електричних імпульсів, причому перша розрядна камера вхідним патрубком з'єднана з катодною зоною першої електролітичної комірки, а вихідним патрубком з'єднана з анодною зоною другої електролітичної комірки, а друга розрядна камера вхідним патрубком з'єднана з анодною зоною першої електролітичної комірки, а вихідним патрубком з'єднана з катодною зоною другої електролітичної юю комірки, вихідні трубопроводи якої через третю і четверту розрядні камери з'єднані з місткістю для очищеної «-- води.

Введення в установку першої і другої електролітичних комірок зі встановленими в них діафрагмами і ч електродами, які підключені до джерела постійного струму, дозволяє збільшити іонну силу водного розчину, що с дозволяє в іонізованому розчині ефективно вилучати домішки за допомогою коагулянтів і ефективно проводити

Зо знезаражування води. со

З'єднання першої розрядної камери вхідним трубопроводом з катодною зоною першої електролітичної комірки, а вихідним трубопроводом з анодною зоною другої електролітичної комірки та з'єднання другої розрядної камери вхідним трубопроводом з анодною зоною першої електролітичної комірки, а вихідним « трубопроводом з катодною зоною другої електролітичної комірки дозволяє отримати дві фракції водного 0 розчину, з яких одна фракція спочатку має кисле середовище, а потім набуває лужні властивості, а друга о, с спочатку має лужне середовище, а потім набуває кислотні властивості. При цьому, створюється висока з» концентрація іонів водню На в кислому середовищі і висока концентрація іонів гидроксила ОН-в лужному середовищі, що значно збільшуює іонну силу розчину. В кислому і лужному середовищах реакції йдуть по-різному і мають різну спрямованість. При цьому, активізуються процеси вилучення важких металів і органічних сполук. Кисле середовище володіє вираженою антимікробною дією, а в лужній фракції активізуються со процеси вилучення важких металів і органічних сполук. При зміні спрямованості реакцій в кожній фракції з здійснюється глибоке очищення водного розчину.

На фігурі показана установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією. пи Установка містить першу електролітичну комірку 1, розділену на дві зони за допомогою діафрагми 2. В одній - 20 зоні комірки 1 встановлений катод 3, в іншій зоні встановлений анод 4. Катод З і анод 4 підключені до джерела постійного струму 5. З електролітичною коміркою 1 з'єднані перша розрядна камера 6 і друга розрядна камера 7. «сл В розрядних камерах 6 і 7 розміщені металеві гранули 8 і встановлені електроди 9 і 10. Електроди 9 і 10 підключені до генератора імпульсів 11.3 розрядними камерами 6 і 7 з'єднана друга електролітична комірка 12.

Друга електролітична комірка 12 розділена на дві зони за допомогою діафрагми 13. В одній зоні комірки 12 22 встановлений катод 14, в іншій зоні встановлений анод 15. Катод 14 і анод 15 підключені до джерела постійного о струму 5. Друга електролітична комірка 12 вихідними патрубками з'єднана з третьою 16 і четвертою 17 розрядними камерами. В розрядних камерах 16 і 17 розташовані металеві гранули 18 і електроди 19 і 20, ко підключені до генератора імпульсів 11.3 Розрядні камери 16 і 17 з'єднані трубопроводом 21 з місткістю 22 для очищеної води. 60 Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією працює таким чином. Водний розчин, що підлягає очищенню, надходить в першу електролітичну комірку 1. Перша електролітична комірка 1 розділена на дві зони за допомогою діафрагми 2. В одній зоні комірки 1 встановлений катод 3, в іншій зоні встановлений анод 4. В результаті водний розчин виявляється розділеним діафрагмою 2 на дві фракції. Катод З і анод 4 підключені до джерела постійного струму 5. Через водний розчин, розділений діафрагмою 2 в бо електролітичній комірці 1 на фракції, пропускають постійний електричний струм від джерела струму 5. Оскільки на шляху електричного струму у водному розчині знаходиться діафрагма 2, яка є іонообмінною мембраною, це призводить до того, що в першій фракції, де знаходиться анод 4, утворюється кисле середовище, а в другій фракції, де знаходиться катод 3, утворюється лужне середовище. При цьому, встановлюють таку величину електричного струму від джерела 5, щоб кисле середовище першої фракції мало рН не більше 5, а лужне середовище другої фракції мало рН не менше 9. При таких значеннях рН створюється висока концентрація іонів водню Ня в кислому середовищі і висока концентрація іонів гідроксила ОН- в лужному середовищі, що значно збільшує іонну силу розчину. У водних середовищах, розділених на фракції, реакції йдуть по-різному і мають різну спрямованість. В одній фракції здійснюється з'єднання іонів водню Н з іонами водного розчину, заряд 7/0 яких по знаку протилежний заряду іонів водню. В іншій фракції здійснюється з'єднання іонів гідроксила ОН- з іонами водного розчину, заряд яких по знаку протилежний заряду гідроксила. Кисле середовище при рН не більше 5 володіє вираженою антимікробною дією, а в лужній фракції при рН не менше 9 активізуються процеси вилучення важких металів і органічних сполук. З катодної зони першої електролітичної комірки 1 водний розчин через патрубок надходить в першу розрядну камеру 6. З анодної зони першої електролітичної комірки 1 водний 7/5 розчин через патрубок надходить в другу розрядну камеру 7. В розрядних камерах б і 7, виготовлених з діелектричного матеріалу, металеві гранули 8 (наприклад, сталеві) розміщені рівномірним шаром на їх днищах, де встановлені електроди 9 і 10. Електроди 9 і 10 підключені до генератора імпульсів 11. В розрядні камери б і 7 поступають фракції водного розчину, який підлягає очищенню. На електроди 9 і 10 подають електричні імпульси від генератора 11. При цьому, між гранулами 8 виникають електричні розряди. За рахунок електричної 2о ерозії здійснюється утворення коагулянтів у водному розчині, які сорбують на собі іони важких металів і органічні сполуки. В каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів. При такій температурі здійснюється піроліз речовин, що знаходяться у воді, утворюються оксиди і гідроксиди того металу, гранули якого завантажені в розрядну камеру. Ці оксиди і гідроксиди є коагулянтами, які активно очищають рідину. З першої розрядної камери 6 водний розчин поступає в анодну зону другої електролітичної комірки 12. З другої розрядної с ов Камери 7 водний розчин поступає в катодну зону другої електролітичної комірки 12. Друга електролітична комірка 12 розділена на дві зони за допомогою діафрагми 13. В одній зоні комірки 12 встановлений катод 14, в (о) іншій зоні встановлений анод 15. Таким чином, в електролітичній комірці 12 водний розчин також розділений на дві фракції. Катод 14 і анод 15 підключені до джерела постійного струму 5. Через водний розчин, розділений діафрагмою і 13 в електролітичній комірці 12 на фракції, від джерела струму 5 пропускають постійний У зо електричний струм. Оскільки на шляху електричного струму у водному розчині знаходиться діафрагма 13, яка є іонообмінною мембраною, це призводить до того, що в першій фракції, де знаходиться катод 14, утворюється 787 лужне середовище, а в другій фракції, де знаходиться анод 15, утворюється кисле середовище. Це приводить чЕ до зміни спрямованості реакцій в кожній фракції і дозволяє провести глибоке очищення кожної фракції.

При цьому, встановлюють таку величину електричного струму від джерела 5, щоб кисле середовище другої с фракції мало рН не більше 5, а лужне середовище першої фракції мало рН не менше 9. со

В результаті, перша фракція водного розчину, яка в електролітичний комірці 1 мала кислотні властивості, набуває в електролітичний комірці 12 лужні властивості, а друга фракція, , яка в комірці 1 мала лужні властивості, набуває в електролітичний комірці 12 кислотні властивості.

З анодної зони другої електролітичної комірки 12 водний розчин через патрубок поступає в третю розрядну « 470 камеру 16. З катодної зони другої електролітичної комірки 12 водний розчин через патрубок поступає в четверту 7 с розрядну камеру 17. В розрядних камерах 16 і 17 на водний розчин впливають електричними розрядами в шарі й металевих гранул 18, через які пропускають електричні імпульси від електродів 19 і 20, підключених до «» генератора імпульсів 11. Водний розчин, що пройшов через третю 16 і четверту 17 розрядні камери, поступає через трубопровід 21 в місткість 22 для очищеної води.

Таким чином, комплексна дія різних факторів: збільшення іонної сили водного розчину, ефекти кавітації, а о також використання свіжовиготовлених коагулянтів, що утворюються при електроерозії в шарі металевих гранул, дозволяє ефективно вилучати домішки і проводити очищення водних розчинів в проточному режимі. ко т.

Claims (1)

1. Формула винаходу сл Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану трубопроводом з розрядними камерами, в яких розміщені металеві гранули і електроди, підключені до генератора електричних імпульсів, яка відрізняється тим, що в неї додатково введені перша і друга електролітичні комірки зі встановленими в них діафрагмами і електродами, що підключені до джерела постійного струму, друга, третя і четверта розрядні камери, що підключені до генератора (Ф) електричних імпульсів, причому перша розрядна камера вхідним патрубком з'єднана з катодною зоною першої з електролітичної комірки, а вихідним патрубком з'єднана з анодною зоною другої електролітичної комірки, а друга розрядна камера вхідним патрубком з'єднана з анодною зоною першої електролітичної комірки, а вихідним бо патрубком з'єднана з катодною зоною другої електролітичної комірки, вихідні трубопроводи якої через третю і четверту розрядні камери з'єднані з місткістю для очищеної води. б5