Электрокоагулятор

Союз Советскии Соцналнстнческнх РвснублннОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявле 150879 (2) 2808677/23 с присоединеиием заявки Йо сударствеииый коми СССР о аелаи изобретени и открытийДата опубликования описания 2309. 72) Авторь иэобрете(54) ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР Изобретение относится к очистке природных вод и может быть примененс в системах бытового водоснабжения, в частности в автономных передвижных системах в условиях, где предъявляются высокие требования к компактности оборудования, его ресурсу, надежности и к качеству очистки воды, например, на морских судах, железнодорожном транспорте, в летательных аппаратах и т,п.Известен электрокоагулятор для обработки воды, содержащий вертикаль ный цилиндрический корпус, внутри которого находится пакет концентрично расположенных электродов, выполненных в виде цилиндров. В цент ральной части пакета электродов предусмотрен водораспределительный канал. В верхней части корпуса над электродами имеется свободное пространство, образующее камеру газоотделения, а также патрубки для входа воды и отхода газов. Патрубок для выхода обработанной воды расположен в нижней части корпуса под электродами, В этом коагуляторе вода движется между электродами восходящим потоком с постоянной скоростью в ламинарном режиме 1. Недостатки указанного электрокоа.гулятора - кратковременность пребывания обрабатываемой воды в электрическом поле, обуславливающая недостаточную степень хлопьеобразования,сравнительно высокий удельный расходэлектроэнергии на растворение металла электродов, невозможность выведения газообразных продуктов электролиза,Наиболее близким к предлагаемомуявляется электрокоагулятор, содер-.жащий корпус,коаксиально расположенные электроды, выполненные в видеусеченных конусов с днищами и ориентированные сужающейся частью книзу,тоководы и устройства для входа ивыхода воды 2)20 Однако хлопьеобразование в известном устройстве происходит медленно,что обусловлено кратковременностьюпребывания обрабатываемой воды вэлектрическом поле и отсутствием25 средств ее турбулизации в межэлектродных зазорах, газообразные продукты электролиза выводятся иэ реактора лишь частично, так как никакихсредств интенсификации газоотделе 30 ния не предусмотрено. Перечисленныенедостатки в конечном итоге снижают качество обработки воды.Цель изобретения - повышение степени очистки воды.Поставленная цель достигается тем, что в электрокоагуляторе, содержащем корпус, патрубки ввода и вывода, коаксиально расположенные электроды, выполненные в виде сужающихся книзу усеченных конусов, в центре днища каждого электрода, кроме верхнего, выполнено отверстие, в боковой части О электродов также выполнены отверстия, ось которых образует угол с вертикальной осью аппарата, к верхнему электроду прикреплена цилиндрическая обечайка, заполненная несплошной диэлек трической насадкой, причем патрубок вывода очищенной воды заглублен в насадку.На фиг.1 схематически изображен предлагаемый электрокоагулятор,про- И) дольный разрез; на фиг,2 - пакет электродов, вид сбоку; на фиг,3 схема образования тангенциальных перетоков воды.Электрокоагулятор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, изготовленного из диэлектрика, с верхней 2 и нижней 3 крышками.пад нижней крышкой закреплен паке) концентрично расположенных электродов 4, выполненных в виде усеченных ЗО конусов, сужающихся книзу и образующих центральный водораспределительный канал 5. Междусоседними электродами образуются межэлектродные камеры 6. В широкой части электро дов, прилегающей к стенке корпуса, имеются сквозные вырезы 7, обеспечивающие тангенциальный переток воды из одной межэлектродной камеры в другую. Вырезы выполнены, например, 40 в виде сквозных отверстий, наклоненных под углом к горизонту (фиг,2), Соседние электроды повернуты вокруг вертикальной оси относительно друг друга на некоторый угол таким образом, что наклонные отверстия при протекании через них воды создают эффект закручивания потока.В верхней части корпуса над электродами расположена камера газоотде- яр ления, выполненная следующим образом: к верхнему электроду 8, замыкающему .пакет,.прикреплена цилиндрическая обечайка 9, внутренняя полость которой Заполнена несплошной диэлектрической насадкой 10 (например, капролоновой стружкой, волокнами и т.п.), необходимой для образования развитой поверхности контакта с водой с целью интенсификации газоотделения и улучшения хлопьеобразования. Сверху насад-ФО ка прикрыта сеткой 11 для предотвращения вымывания ее из полости обечайки. бонусная полость 12 в верхней крышке корпуса служит для сбора выделившегося газа и отвода его через 65 канал 13 и клапан 14. Через центральный вырез в верхней крышке вставленцилиндрический стакан 15, имеющий внижней части перфорированное дно ив верхней части патрубок 16 для выхода воды. Перфорированное дно стакана погружено в насадку на глубину Нс таким расчетом, чтобы скоагулированная вода проходила через весьобъем насадки.Электрокоагулятор работает следующим образом,Обрабатываемая вода через патрубок 17 поступает в центральный водораспределительный канал 5 и распределяется равномерно в межэлектродныхкамерах 6 (фиг,1) . При подаче напряжения на крайние электроды 4 и 8 происходит поляризация промежуточныхэлектродов и электролитическое растворение материала-анода (сталь илиалюминий) с образованием нерастворимых гидратов окислов металлов. Одновременно в зазорах между электродами образуется однородное электрическое поле, воздействующее на дисперсную фазу воды.Таким образом осуществляется комбинированный процесс электрохимической и электрополевой коагуляции частиц - загрязнений присутствующих вводе. Интенсивность хлопьеобразования зависит от времени пребыванияводы в электрическом поле, гидродинамического режима и степени ее перемешивания,Поток воды из межэлектродных камерб через сквозные вырезы 7 тангенциально поступает в соседние камеры,За счет того, что в вырезах скоростьпотока в несколько раз выше, чем вмежэлектродном зазоре, струя, выходящая из выреза, интенсивно закручиваети перемешивает слой воды относительно оси корпуса (фиг,З) . При этом улучшается отделение и вынос газа, образовавшегося на катоде, более интенсивно идет коагуляция. Потоки воды выносят газы в камеру газоотделения, Впроцессе электролиза часть электрической энергии переходит в тепловую энергий, благодаря чему температура водыв обечайке 9 повышается на 15-20" посравнению с исходной температурой.Диэлектрический материал корпуса электрокоагулятора, обладая низкой теплопроводностью, с незначительными потерями сохраняет эту температуру, Процесс газоотделения в данном случаеаналогичен процессу деаэрирования воды: при ее нагревании нас 3 арьйо развитой поверхности насадки йроисходитвыделение из воды растворимых газов,и, в первую очередь, продуктов электролиза (водорода). Выделившийся газскапливается в полости 12 и отводитсяпериодически или непрерывно через клапан 14. Одновременно в объеме насадки идет интенсивное хлопьеобразова865827 Показатели качества очистки воды ЭлектрокоагуляторИзвестный Предлагаемый 35,0 12,0 0,1 0,28 0,5 8,0 Формула изобретения Электрокоагулятор для,очистки сточных вод, содержащий корпус, коаксиально расположенные электроды, выполненные в виде усеченных конусов, меньшее основание которых является днищем, токоподводы и патрубки,для подвода и вывода очищаемой сточной воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 40 что, с целью повышения степени очистки, в центре днища каждого электрода, кроме верхнего, выполнено отверстие, в боковой части электродов такИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 192680, кл, С 02 С 5/12, 19672. Авторское свидетельство СССРВ 512175, кл. С 02 С 5/12, 1974(прототип)ние (флокуляция) и осаждение образовавшихся агрегатов на поверхностинасадки. Освободившаяся от газов ичастично от хлопьев вода через перфорированное дно цилиндрического стакана 15 выходит иэ электрокоагулятора через патрубок 16 и поступаетна дальнейшую обработку, например наосветлительный фильтр. Периодическая промывка электрокоагулятора производится противотоком воды при отключенном электропитании. Время полной седиментации скоагулированных в обработанной водезагрязнений, мин Оптическая плотность обработанной воды после 5 мин отстоя СОдержание водорода в обработанной воде, мл/л Сравнительные данные, подтверждающиедостижение поставленной цели приведены в таблице.Как видно из таблицы, предлагаемый электрокоагулятор обеспечивает более высокое качество обработки воды по сравнению с известньаа,Преимуществом предлагаемого алектрокоагулятора является возможность быстрой и качественной промывки его противотоком воды, что обеспечивается наличием отверстий в днищах усеченных конусов и центрального водораспределительного канала. же выполнены отверстия, ось которыхобразует угол с вертикальной осьюаппарата, к верхнему электроду прикреплена обечайка, заполненная диэлектрической насадкой, и патрубоквывода воды заглублен в насадку.илиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная,аэ 7981/3 ВНИ 1 по 113035, Тираж 1010Государственноглам иэобретений35, Раушская наб Подписноекомитета СССРоткрытийд. 4/5