СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ АНИОНОВ И КАТИОНОВ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ АНИОНОВ И КАТИОНОВ


RU (11) 2213701 (13) C2

(51) 7 C02F1/46, C02F103:16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001134659/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.12.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.12.18 
(45) Опубликовано: 2003.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1724591 А1, 07.04.1992. SU 1162751 А, 23.06.1985. SU 1288162 А1, 07.02.1987. SU 1070500 А, 30.01.1984. US 3988221 А, 26.10.1976. 
(71) Заявитель(и): Сибирская аэрокосмическая академия им. акад. М.Ф. Решетнева 
(72) Автор(ы): Стрюк А.И.; Шестаков И.Я.; Фадеев А.А.; Фейлер О.В.; Сурсяков А.А.; Кушнир А.А. 
(73) Патентообладатель(и): Сибирская аэрокосмическая академия им. акад. М.Ф. Решетнева 
Адрес для переписки: 660014, г.Красноярск, а/я 486, САА, начальнику отдела ОПС Л.А. Лутовиновой 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ АНИОНОВ И КАТИОНОВ 

Изобретение относится к области электрохимических методов очистки воды и водных растворов от анионов и катионов и может быть использовано для очистки природных вод, стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности. При электролизе переменным асимметричным током с использованием пар нерастворимых электродов жидкость пропускают между электродами. При этом необходимую величину тока определяют по формуле I=QV, где V - заданный расход жидкости, л/с; Q - удельное количество электричества, необходимое для перевода ионов в нерастворимые соединения, Кл/л. Необходимое удельное количество электричества находят из выражения



где С0 - начальная концентрация ионов, мг/л; Ск - конечная концентрация ионов, мг/л; С0МАХ - максимально возможная начальная концентрация ионов при данных условиях, зависит от состава воды или водных растворов, определяется наличием соединений, обладающих комплексообразовательными свойствами, мг/л; K1 - эмпирический коэффициент, зависящий от состава содержащихся в воде или водном растворе ионов, Кл/л; К2 - эмпирический коэффициент, зависящий от начальной концентрации ионов, Кл/л; n - количество видов ионов, содержащихся в воде или в водном растворе. Технический эффект - расширение технологических возможностей. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электрохимическим способам очистки воды и водных растворов от анионов и катионов и может быть использовано для очистки природных вод и стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.

Известны способы очистки водных растворов, представляющие собой электрокоагуляционную обработку, обеспечивающие высокую степень очистки (90-95%) [1]. Их недостатком является применение постоянного электрического тока, что требует дополнительных устройств преобразования переменного электрического тока и необходимость аэрирования сточных вод после электрокоагуляционной обработки до их осветления.

Известен способ очистки воды и водных растворов от ионов металлов, заключающийся в электролизе с использованием нерастворимых электродов при наложении переменного асимметричного тока [2]. Способ характеризуется высокой степенью очистки. Главный недостаток данного способа - трудность практического применения, связанная с отсутствием зависимостей между параметрами процесса и концентрацией ионов.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей.

Это достигается тем, что при электролизе переменным асимметричным током с использованием пар нерастворимых электродов жидкость пропускают между электродами, при этом необходимую величину тока определяют по формуле:

I=QV,

где V - заданный расход жидкости, л/с;

Q - удельное количество электричества, необходимое для перевода ионов в нерастворимые соединения, Кл/л.

Необходимое удельное количество электричества находят из выражения:



где С0 - начальная концентрация ионов, мг/л;

СK - конечная концентрация ионов, мг/л;

С0MAX - максимально возможная начальная концентрация ионов при данных условиях, зависящая от состава воды или водных растворов, определяется наличием соединений, обладающих комплексообразовательными свойствами, мг/л;

К1 - эмпирический коэффициент, зависящий от состава содержащихся в воде или водном растворе ионов, Кл/л;

К2 - эмпирический коэффициент, зависящий от начальной концентрации ионов, Кл/л;

n - количество видов ионов, содержащихся в воде или в водном растворе.

Для реализации предлагаемого способа процесс очистки проводят в электролизере, выполненном из чередующихся пластин. Материал электродов: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, титановый сплав ОТ 4-0. Температура воды 20-25oС. Расстояние между пластинами 10-12 мм. Вход воды в нижней части электролизера, выход - с противоположной стороны.

Пример 1. Обработке подвергались сточные воды гальванических производств. Необходимо было очистить сточные воды от ионов железа и хрома. Начальные концентрации хрома С0(Cr6+)=0,32 мг/л, железа С0(Fe3+)=4,1 мг/л. Максимальные начальные концентрации железа в этой воде С0MAX(Fe3+)=5 мг/л и хрома С0MAX(Cr6+)=0,5 мг/л. Конечные концентрации равны ПДК: для железа CK(Fe3+)=1 мг/л, для хрома CK(Cr6+)=0,02 мг/л. Коэффициенты, определенные из опытов, проведенных на лабораторной установке, равны: K1=900 Кл/л, К2=70 Кл/л. В воде содержатся ионы железа и хрома, т.е. n=2.

Удельное количество электричества находим из выражения:



Необходимая величина тока при заданном расходе:

V=30 мл/мин=0,510-3 л/с; I=0,39 А.

Пример 2: очистке подвергались природные воды от ионов со следующими начальной (С0), максимальной начальной в этой воде (С0MAX) и конечной концентрациями (CK), представленными в таблице.

Коэффициенты, определенные из опытов, проведенных на лабораторной установке, равны K1=800 Кл/л, K2=50 Кл/л. Количество видов ионов в этой воде равно: n=7 (кальций и магний определяются совместно).

Удельное количество электричества определяется из выражения: Q=556,16 Кл/л.

Необходимая величина тока определяется по формуле при заданном расходе V=1,310-2 л/с и равна I=7,23 А.

Анализ концентраций проводился с помощью иономера АНИОН - 410 A. Удаление нерастворимых осадков проводится отстаиванием в течение 20-30 минут. Можно использовать другие известные методы: фильтрование, центрифугирование и другие. Расчет необходимого значения технологического тока при очистке воды или водных растворов от анионов и катионов данным электрохимическим способом позволяет достичь любой нужной нам конечной концентрации ионов.

Достоинства: расширение технологических возможностей.

Источники информации

1. Смирнов Г.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. - М.: Металлургия, 1989. - 224с.

2. Способ электрохимической очистки воды и водных растворов от ионов тяжелых металлов: Авт. св. СССР 1724591, кл. С 02 F 1/46, 1991. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ очистки воды и водных растворов от анионов и катионов электролизом переменным асимметричным током с использованием пар нерастворимых электродов, отличающийся тем, что на жидкость, пропускаемую между электродами, воздействуют электрическим током, величину которого определяют по формуле

I=QV,

где V - заданный расход жидкости, л/с;

Q - удельное количество электричества, необходимое для перевода ионов в нерастворимые соединения, Кл/л,

причем удельное количество электричества находят из выражения



где С0 - начальная концентрация ионов, мг/л;

Ск - конечная концентрация ионов, мг/л;

С0МАХ - максимально возможная начальная концентрация ионов при данных условиях, зависящая от состава воды или водных растворов; определяемая наличием соединений, обладающих комплексообра-зовательными свойствами, мг/л;

K1 - эмпирический коэффициент, зависящий от состава содержащихся в воде или водном растворе ионов, Кл/л;

K2 - эмпирический коэффициент, зависящий от начальной концентрации ионов, Кл/л;

n - количество видов ионов, содержащихся в воде или в водном растворе.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru