Электрофлотокоагулятор

(61) Дополнительное к авт. свид-ву(2) Заявлено 3003,80 (21) 2878466/23-,26с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликованс 0702.83. Бюллетень Ио 5 РМ К з С 02 Р 1/46 Государственный комптет СССР по делам изобретеппй и открнтнйДата опубликования описания 070283(72) Авторы изобретения А.П. Довгопол, Н,Н. Дыханов, В.Е. Генкин,А.К. Горбачев, И.И. Збыковский, В.Ч. Севастьянв, г,А.С. Григораш и Г.В. Слепцова3Всесоюзный научно-исследовательский институтпо охране вод и Всесоюэный научно-исследоват ьскийинститут водоснабжения, канализации, гидротехническихсооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео"(54 ) ЭЛЕКТРОФЛОТОКОАГУЛЯТОР Изобретение относится к очисткежидкостей электрохимическими методами и может быть использовано,прночистке технологических растворови сточных вод в химической, металлургической, коксохимической и другихотраслях проьяаапенности,Известен электроФлотатор для очистки жидкостей с горизонтальным расподо жением электродов, укрепленных ради-,ально на токоподводе, который расположен по оси Флотокамеры, ЭлектроФло-;татор представляет собой цилиндр(или изготовлен в Форме трапеции ),высота которого в 2-5 раз превышаетэФФективный диаметр, а днище аппарата дополнительно выполняет Функциюотрицательного электрода, образуя .буФерную зону, предотвращающую унос .Флокул с потоком раствора. Верх корпуса аппарата совмещен с приспособлением для удаления сФлотированных при-месей. Общее количестзо катодов отно,сится к количеству анодов как Зг 2. фПри этом катоды из углерода раснодо-.гаются над анодами и занимают большую часть аппарата по высоте. Элек трофпотатор снабжен патрубками дляввода 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 3Недостатком этого устройства является то, что из-загоризонтального 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.Наиболееблизким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электрофлотокоагуляционный аппарат, состоящийиэ горизонтальных последовательно расположенных пяти секций. Первая секция - приемная, вторая - электродная с набором вертикально расположенных растворимых(алюминиевых или железных пластин ). Третья и четвертая секция содержат,горизонтально расположенные электроды: графи 994428товый анод и проволочный катод. Пятая секция служит для отделения воды от продуктов электрофлотокбагуляции, Секции отделены друг от друга перегородками так, что вода совершает зигзагообразный путь. Электроды(как растворимые, так и нерастворимые ) подключены к источнику постоянного тока 23.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 раз" мещенными в них растворимыми и нерастворимыми электродами, отстойник, патрубки ввбда и вывода, корпус электрофлотокоагулятора выполнен по край- ЗО ней мере из двух отдельных секций, установленных друг над другом с размещенными в них вертикально блоками автономных электродов, причем плоскости их в соседних секциях параллельио 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 - снизу. Кроме того, плоскости электродов в соседних секциях пересекаются под углом 45-900 . В нижней секции размещен распредели 4 тель подачи газа.На Фиг. 1 изображен схематично электрофлотокоагулятор, общий вид;на фиг. 2 - узелна фиг. 1 на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; нафиг. 4 - схема электродной система в электрофлотокоагуляторе; на фиг. 5 вариант установления дополнительного электрода в плоскости соединенияблоковИКорпус электрофлотокоагулятора выполнен в виде отдельных соединенных между собой вертикально секций 1-5 (Фиг. 1 ) и соединенное с верхней секцией 1 корпуса электрофлото- фо коагулятора приспособление б для удаления сфлотированных примесей. В качестве приспособления б может , быть использована, например, емкость с лопастной мешалкой 7 или 65 скребками. Каждая из секций 1-5 выполнена в виде цилиндрической царгиили прямоугольной в сечении формы,Высота собранного корпуса электрофлотокоагулятора в 2-5 раз превышаетего эффективный диаметр или ширинупрямоугольного сечения. Между верхней и нижней секциями электрофлотокоагулятора устанавливают одну илиболее секций в зависимости от свойствочищаемой жидкости и характера примесей.Каждая из секций 1-5 снабженадвумя патрубками 8 для токоподводови фланцами. 9 с отверстиями для быстроразъемных болтовых соединений 10(см. Фиг, 2 ).Установленные в секциях1-5 блоки электродов 11, выполненные в виде перфорированных пластинили сеток, установлены в корпусесекции вертикально. В зависимостиот природы примесей электроды изготавливаются из угля, графита, железа, алюминия, никеля или окисно-металлические и др. Межэлектродноерасстояние составляет 5-25 мм,Секции 1-5 устанавливают одну относительно другой таким образом, чтоплоскости электродов 11 нижеустановленного блока развернуты под углом45-90 О относительно электродов 11вышеустановленного блока. В результате такой установки блоков электроднаясистема в аппарате образует распределительную решетку-успокоитель(Фиг. 4 ).В каждой секции 1-5 в нижнейчасти под электродами 11 установлен вгоризонтальной плоскости дополнительный электрод 12, который выполняют ввиде 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. Накольцо 14 устанавливают с закреплением блоки электродов 11 (фиг. 2 ).Возможна установка дополнительногоэлектрода 12 в плоскости соединениясекций 1-5, что предпочтительно, Втаком случае дополнительный электрод12 укладывают между изолирующим иуплотняющими прокладками 15 и 16,Дополнительный: электрод 12 подключаютк отрицательному полюсу автономногоисточника тока может являться кактокоподвод и выполнять функциюнесущей основы для электродов (см.фиг. 5).В верхней секции 1 установленопитающее устройство 17; например труба, соединенная с патрубком 18, который посредством трубопровода с вентифита, можно провести предварительноэлектрофорвтическую активацию взвешенных загрязняющихвеществ, в секции 2 - коагулнрование загрязняющих,веществ с использованием растворимыхэлектродов из железа или алюминия,в секции 3 и 4 - электрофлотацию,электроокисление-восстановление, длячего электроды в этих секциях изготавливают из графита или татана сметаллоксидныи покрытием или др.Число секций, а также их комбинация могут быть и иными,П р и м е р 1. При электрофлотационной очистке сточной водо вакуумкарбонатной сероочистки, содержащей 0,5 г/л взвеЫенных и эмульгированных органических веществ (смолы,масла, нафталин ), в аппарате с 3секциями за 1 мин достигнуто практически полное их удаление, В ходедальнейшей электрообработки сточнойводо окисляются солевые вещества(роданид 95 г/л и др, ) и в результатеэтого вода по качеству соответствуеттребованиям технологического режимасероочистки и может быть возвращенадля повторного использования. Приэтом использовался 3-х секционныйаппарат с графитовыми электродами.В верхнейсекции поддерживают плотность тока в пределах 80-100 А/м,во 2-й и 3-й соответственно 500 и3000 А/м. Температура обрабатываемой воды 50-60 фС, а общее времяобработки составляло 20 мин.П р н м е р 2. В этом же электрофлотокоагуляторе была проведенаочистка сточной воды мьааьяково-содовой сероочисткиПри этом плотностьтока поддерживают в следующих пределах (А/м 2): 1 секция - 150 у 2300; 3 - 3500, Общее время обработки30 мин. После 2-х минутной Флотациивзвешенные из последующего электрохимического окисления солевых загрязняющих веществ (роданид 120 г/л ) болполучен ксантановодород и полностьюрегенерированы соединения мышьяка ввиде его окисла. Степень очисткисоставляет Ъ: от взвешенных 100, роданидов 95-97, соединений мышьяка .99,9. Благодаря таким конструктивным особенностям электрофлотокоагулятора - секционному выполнению корпуса с.отдельными блоками электродов с параллельно пересекающимися поверхностями и установкой в каждой секции дополни" тельного сетчатого электрода - 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 994428лем 19 соединен с системой подачи вэлектрофотокоагулятор обрабатываемойжидкости.Верх секции 1 может быть открытымили снабжен крышкой 20 с патрубком21 для отвода газа, а в корпусе сек"цни 1 имеется параллельное окно,выполненные выше питающего устройства 17 Переливное окно снабженоснаружи корпуса секции лотком дляотвода пены, а выход лотка соединен с 0приспособлением для удаления сфлотированных примесей, Отвод сфлотированных примесей и секции 1 может осуществляться также переливом черезего верхнюю кромку. В этом случаеснаружи секции 1 крепится обечайка22 (кожух ), образуя емкость 6 длясбора примесей, которые удаляютсяс поверхности жидкости, например,мешалкой 7 через лоток 23.Нижняя секция 5 выполнена с отстой 0ником 24, днище которого может бытьвыполнено конусным и в нижней частиснабжено патрубком с регулируеяойзадвижкой 25 для вывода шалама изаппарата. 25В верхней частн отстойника 24установлен соединенный с компрессором (не показан ) распределитель 26подачи газа, например, воздуха. Отстойник 24 снабжен патрубком 27 вывода обработанной жидкости из электрофлотокоагулятора. Выходное отверстие 28 патрубка 27 вывода жидкостирасположено не ниже 1/3 высоты элек"трофлотокоагулятора, К патрубку 27 З 5через вентиль 29 подсоединен трубопровод отвода обработанной жидкости.Электрофлотокоагулятор работаетследующим образом.Подлежащую очистке сточную водуили иную жидкость через вентиль 19подают в питающее устройство 17, посредствомкоторого вода равномерно распределяется по всему сечению верхнейсекции 1 и далее попадает в межзлек.тродное пространство, Образующаяся,пена удаляется через переливное окноили верхнюю кромку, секции 1 мешалкой7 в приспособление 6 для удалениясфлотированных загрязняющих водувеществ низ него выводится через лоток 23, Осаждающиеся загрязняющие ве"щества в отстойнике 24 выводятся через .патрубок с регулируемой задвйжкой 25.Обработанная вода через патрубок 27выводится из электрофлотокоагулятора,При необходимости интенсифицироватьфлотацию в аппарат подают сжатыйвоздух через распределитель 26,Комбинируя секциями 1-5 с различными блоками электродов в одной сбор 60ке аппарата можно в зависимости от,загрязненности подвергать сточнуюводу или иную жидкость различнымвидами обработки. Наример, установивпоследовательность 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 изобретения1. 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 размещенными в них вертикально блоками автономных электродов, причем плоскостиих в соседних секциях параллельнопересекающиеся и каждая секция дополнительно содержит сетчатый электрод, размещенный л блоком вертикальных электродов горизонтально иподключенный к отрицательному полюсуавтономного источника тока, а патрубок ввода расположен вверху корпуса,патрубок вывода снизу.2. Электрофлотокоагулятор поп.1, о т л и,ч а ю щ и й с я тем,15 что.плоскости электродов в соседнихсекциях пересекаются под углом 45-90 О,3. Электрофлотокоагулятор поп.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что в нижней секции размещен распределитель подачи газа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции 9 2137801,кл. С 02 С 1/00, 1972.25 2. фЭлектронная обработка матерйалов", 1966, Р 4, (10 ), с. 94-96 (прототип ).994428 Барабашнова ректор Е. Рошко оставитель еред С.Ии едактор А. Долини 3 537/1 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 939 ИИПИ Государственног по делам изобретени 5, Москва, Ж-ЗБ, РаушПа СССРийу Да коьытетн открыткая наб