СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2038321 (13) C1

(51) 6 C02F1/46 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5029004/26 
(22) Дата подачи заявки: 1992.12.20 
(45) Опубликовано: 1995.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 582209, кл. C 02F 1/46, 1974. 2. Заявка Японии N 63-12678, кл. C 02F 1/46, 1988. 
(71) Заявитель(и): Дубровин Виктор Иванович 
(72) Автор(ы): Дубровин Виктор Иванович 
(73) Патентообладатель(и): Дубровин Виктор Иванович 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Использование: электрохимическая очистка воды от загрязнений. Сущность изобретения: воду пропускают через помещенную в электрическое поле насадку из поляризованных растворимых металлических элементов, покрытых пленкой продуктов электролиза. Обработку ведут при градиенте электрического потенциала определяемом по формуле , где d - средний размер элементов насадки, м, а U - падение напряжения на них, В, равное 4 - 30 В. Способ реализуется в устройстве, содержащем корпус с размещенными в нем электродами, установленными друг от друга на расстоянии l (м), определяемом по формуле где V - напряжение между соседними электродами, В, d - средний размер элементов насадки (м), U - падение напряжения на элементах насадки, равное 4 - 30 В. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, к способам очистки воды от растворимых и дисперсных загрязнений и устройствам для осуществления очистки, и может быть использовано в промышленности, на транспорте, где предъявляются повышенные требования к экономичности и компактности электрокоагуляторов, при создании электрокоагуляторов производительностью до 1000 м3/ч и более.

Известен способ и устройство для очистки воды от загрязнений [1]

Способ очистки воды осуществляется путем пропускания воды через растворяющуюся под действием электрического тока стружку железа или алюминия.

Устройство представляет собой корпус с патрубками для подвода и отвода воды, насадку из алюминиевой или железной стружки, расположенную в корпусе слоями, между которыми находятся разделительные перегородки из диэлектрика, а к крайним слоям стружки приложено постоянное напряжение.

Недостатком способа и устройства для очистки воды является низкая эффективность очистки, обусловленная малой токовой нагрузкой, приводящей к малой скорости потока воды и зашламлению стружки продуктами электролиза.

Наиболее близким к изобретению способом и устройством для очистки воды является техническое решение [2]

Данный способ заключается в пропускании воды через помещенную в электрическое поле, создаваемое электродами, подключенными к источнику тока, насадку, состоящую из поляризованных алюминиевых шаров, изолированных друг от друга оксидной пленкой.

Устройство для осуществления способа содержит корпус, патрубки для подвода и отвода воды, графитовые электроды в виде стержней диаметром 50 мм и длиной 800 мм, подключенные к источнику тока, пространство между которыми заполнено насадкой, состоящей из поляризованных растворимых металлических элементов, преимущественно из алюминиевого сплава, изолированных друг от друга пленкой продуктов электролиза, и решетку для поддержания насадки.

Недостатком этих способа и устройства для очистки воды является низкая эффективность очистки, связанная с тем, что градиент электрического потенциала между электродами очень низок, неоднороден и находится в пределах 0-75 В/м, падение напряжения на элементах насадки неуправляемое, что приводит к малой эффективности работы насадки и, как следствие, малой производительности и низкой степени очистки.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки воды.

Для достижения данной цели предлагается способ очистки воды от загрязнений, а также устройство для его осуществления.

Предлагаемый способ очистки воды от загрязнений, включающий пропускание ее через помещенную в электрическое поле, создаваемое электродами, подключенными к источнику тока, насадку, состоящую из поляризованных растворимых металлических элементов, изолированных друг от друга пленкой продуктов электролиза, отличается тем, что пропускание воды через насадку осуществляют при градиенте электрического потенциала между электродами, определяемом по формуле:

, (1) где градиент электрического потенциала, В/м;

d средний размер элементов насадки, м;

u падение напряжения на элементе, равное 4-30 В.

Причем в процессе очистки воды падение напряжения на каждом элементе насадки поддерживается постоянным в диапазоне 4-30 В; падение напряжения на каждом из элементов насадки увеличивается от 4-10 В в начале процесса до 13-30 В в конце процесса; падение напряжения на элементе насадки уменьшается от 10-30 В в начале процесса до 4-8 В в конце процесса.

Для осуществления предлагаемого способа устройство для очистки воды от загрязнений, содержащее корпус, патрубки для подвода и отвода воды, подключенные к источнику тока, 2 или более электродов, пространство между которыми заполнено насадкой, состоящей из поляризованных растворимых металлических элементов, изолированных друг от друга пленкой продуктов электролиза, решетку для поддержания насадки, отличается тем, что электроды установлены таким образом, что в каждой части устройства расстояние между ними определяется по формуле

l , (2) где l расстояние между электродами в каждой части устройства (м);

U напряжение между соседними электродами (В);

d усредненный размер элементов насадки (м);

u падение напряжения на элементе насадки, равное 4-30 В.

При этом электроды выполнены перфорированными, плоскопараллельными и расположены поперек потока очищаемой воды; электроды расположены горизонтально, а в верхней части корпуса предусмотрена возможность пополнения межэлектродного пространства свежей насадкой; электроды расположены горизонтально, а верхний выполнен с возможностью перемещения и расположен на поверхности насадки; поток воды направлен вдоль электродов или под углом к ним, а в зоне поступления воды предусмотрена возможность пополнения межэлектродного пространства свежей насадкой; электроды выполнены в виде плоскопараллельных пластин; электроды выполнены в виде коаксиальных цилиндров; электроды выполнены в виде пластин, расположенных под углом друг к другу, а расстояние между ними уменьшается в направлении движения воды; электроды выполнены в виде системы коаксиальных цилиндров и усеченных конусов, а расстояние между их поверхностями уменьшается в направлении движения воды; в качестве одного из электродов используют корпус устройства.

В предлагаемом способе очистки воды повышение эффективности очистки достигается за счет того, что пропускание воды через насадку осуществляют при градиенте электрического потенциала между электродами, определяемом по приведенной формуле.

Физический смысл этого отличительного признака заключается в том, что металлические элементы насадки под действием электрического поля поляризуются, в результате чего каждый элемент приобретает свойство дополнительного биполярного электрода. Пленка продуктов электролиза препятствует возникновению короткого замыкания и таким образом каждый элемент насадки работает как самостоятельный электрод. Разность потенциалов на концах этого электрода пропорциональна падению напряжения на нем и зависит от градиента электрического потенциала и протяженности элемента насадки вдоль силовых линий электрического поля. Таким образом, для получения заданного падения напряжения на элементе насадки, имеющем определенную протяженность, его необходимо поместить в электрическое поле с градиентом электрического потенциала, рассчитываемым по приведенной формуле.

В процессе очистки воды падение напряжения на каждом элементе насадки может поддерживаться постоянным в диапазоне 4-30 В, может увеличиваться от 4-10 В в начале процесса до 12-30 В в конце процесса или уменьшаться от 12-30 В в начале процесса до 4-10 В в конце процесса.

Поддержание падения напряжения на каждом элементе насадки в процессе очистки воды в переделах 4-30 В обеспечивает энергетически оправданную реализацию процесса электрохимического растворения материала насадки. При растворении металла генерируется соответствующий гидрооксид, на котором сорбируются и коагулируют загрязнения, за счет чего и происходит очистка воды.

Диапазон падений напряжений на элементе насадки 4-30 В обусловлен по нижнему уровню началом процесса электрохимического растворения металла, а по верхнему большими омическими потерями электроэнергии в очищенной воде и оксидно-гидроксидной пленке, покрывающей элементы насадки, а также возможностью возникновения короткого замыкания между элементами насадки.

Поддержание падения напряжения на растворяющихся элементах насадки постоянным при любом из значений, выбранных в указанном диапазоне, обеспечивает одинаковую плотность тока на всех элементах независимо от их размера и, следовательно, одинаковую скорость генерации гидроксида и одинаковые его сорбционные и коагуляционные свойства, что важно при оптимизации режимов очистки воды, содержащей один тип загрязнения.

Наращивание падения напряжения на элементах насадки по мере их растворения от 4-10 В до 12-30 В позволяет стабилизировать скорость генерации гидроксида металла, если на элементах насадки происходит накопление продуктов электролиза. Энергетически целесообразно трехкратное наращивание падения напряжения в процессе растворения элемента насадки, этим и обусловлены пределы 4-12 В и 10-30 В, т.е. конечное падение напряжения превышает начальное не более чем в 3 раза. Кроме того, гидроксид, генерированный при различных условиях, обладает более широким спектром сорбционных свойств, что благоприятно при очистке воды, содержащей несколько загрязнений различных классов.

Снижение падения напряжения на элементах насадки по мере их растворения от 12-30 В до 4-10 В позволяет эффективно использовать металл насадки, когда в электрическом поле с постоянным градиентом потенциала одновременно находятся элементы насадки различных размеров. Трехкратное уменьшение падения напряжения (от 12 до 4 В или от 30 до 10 В) соответствует 27-кратному отличию элементов насадки друг от друга по весу, а это обеспечивает использование металла насадки на 96,3% что практически никогда недостижимо в электрокоагуляторах других конструкций.

Во всех рассмотренных случаях нижний предел падения напряжения обусловлен прекращением генерации гидроксида, а верхний высокими омическими потерями электроэнергии и возможностью возникновения короткого замыкания между элементами насадки.

Существенность отличий предлагаемого способа подтверждается тем, что при проведении патентных исследований не были обнаружены технические решения, в которых присутствуют аналогичные признаки, выполняющие те же функции или проявляющие те же свойства, что и в предлагаемом способе.

В предлагаемом устройстве для очистки воды от загрязнений повышение эффективности очистки достигается за счет того, что электроды установлены таким образом, что в каждой части устройства расстояние между ними определяется по приведенной формуле.

Данное отличие предлагаемого устройства позволяет обеспечить функционирование каждого элемента насадки как самостоятельного биполярного электрода. Если расстояние между электродами больше определенного по формуле, то генерация гидроксида металла, а следовательно, и очистка воды прекращаются, если же расстояние меньше расчетного, то резко возрастают омические потери и вероятность короткого замыкания между электродами. Электроды могут быть выполнены перфорированными, плоскопараллельными и расположенными поперек потока воды, что позволяет создавать электрокоагуляторы высокой производительности с малым гидравлическим сопротивлением. Это достигается за счет того, что площадь сечения такого аппарата в направлении, перпендикулярном потоку воды, ничем не ограничена и может задаваться конструктивно, исходя из необходимой производительности аппарата.

При оснащении такого аппарата устройствами для подачи свежей насадки в зоне поступления очищаемой воды и удалении остатков растворившейся насадки через перфорированный электрод в зоне отвода воды он становится непрерывно действующим (фиг.1), при этом падение напряжения на элементах насадки уменьшается по мере их продвижения от места загрузки к выходу аппарата.

Если перфорированные электроды расположены горизонтально, а верхний из них свободно лежит на поверхности насадки и имеет возможность свободно перемещаться, то аппарат будет периодически действующим (фиг.2). Его отличительной особенностью является минимально возможное гидравлическое сопротивление и нарастание падения напряжения на растворяющихся элементах насадки по мере уменьшения их размера. Применение таких аппаратов целесообразно в ждущем режиме при очистке залповых и аварийных сбросов сточных вод с расходом в десятки и сотни тысяч м3/ч.

Другая группа аппаратов имеет электроды, расположенные вдоль потока воды или под углом к нему, а в межэлектродное пространство в зоне поступления воды предусмотрена возможность подачи свежей насадки, которая после ее прохождения через аппарат удаляется через решетку. Они отличаются компактностью и высокими скоростями омывания элементов насадки потоком очищаемой воды, что обеспечивает эффективное удаление продуктов электролиза с их поверхности, а следовательно, и малые омические потери электроэнергии. Количество электродов у аппаратов этого типа может быть два и более. Электроды подключают параллельно. Необходимость наращивания количества электродов возникает при увеличении производительности аппаратов.

При плоскопараллельном расположении электродов (фиг.3) падение напряжения на элементах насадки уменьшается по мере их растворения и продвижения от зоны подачи в межэлектродное пространство к решетке. Постоянство сечения является характерной особенностью этого аппарата, что обеспечивает сравнительно малые потери энергии на перекачивание воды через насадку. Аналогичный результат достигается при коаксиальном расположении цилиндрических электродов (фиг. 4). Однако в этом случае падение напряжения на элементах насадки уменьшается не только вдоль потока воды, но и поперек него, в направлении от меньшего цилиндра к большему.

Если электроды выполнены в виде пластин, расположенных под углом друг к другу, а расстояние между ними уменьшается в направлении движения воды (фиг. 5), а следовательно, и уменьшающихся элементов насадки, то падение напряжения на элементах насадки в зависимости от технологических требований может и уменьшаться, и увеличиваться или быть постоянным по мере уменьшения их размеров. Любой из этих режимов задается углом между плоскостями электродов.

Недостатком аппарата является повышенное падение напора в горловине, вызванное как малым сечением потока, так и высоким гидравлическим сопротивлением мелких элементов насадки в ней. Положительным свойством этого аппарата является высокая степень использования металла насадки на генерацию гидроксида. Для снижения падения напора на аппарате электроды могут быть выполнены в виде коаксиального цилиндра и усеченного конуса или системы коаксиальных цилиндров и усеченных конусов (фиг.6). При этом расстояние между их поверхностями уменьшается в направлении движения воды (и насадки). В этом случае сечение горловины относительно больше, так как она расположена на максимальном удалении от оси аппарата.

В связи с тем, что все рассмотренные выше аппараты работают при высоких напряжениях, должны быть предусмотрены меры их безопасной эксплуатации, а также защита всех элементов как самого устройства, так и очистных сооружений, в составе которых оно функционирует, от блуждающих токов и связанных с ними коррозионных разрушений. Это достигается путем использования корпуса аппарата в качестве одного из отрицательных электродов и его заземления (фиг.7).

П р и м е р 1. Очистке в аппарате (фиг.1) подвергали воду, содержащую 50 мг/л красителя прямого черного 3 (КПЧ-3). В качестве элементов насадки использованы гранулы алюминия размером 4 мм. Градиент электрического потенциала составлял 1000 В/м, что приводило к падению напряжения на грануле 4 В. Получена степень очистки 98% при энергозатратах 0,23 кВт ч на 1 м3 очищаемой воды и удельной производительностью 0,7 м3/ч на каждый дм3 объема насадки.

П р и м е р 2. Очистку воды проводили как в примере 1. Градиент электрического потенциала составлял 7500 В/м, падение напряжения на элементе насадки 30 В. Результаты очистки приведены в табл.1.

П р и м е р 3. Очистке в аппарате (фиг.5) подвергали воду, содержащую 160 мг/л масляной эмульсии. В качестве элементов насадки использованы гранулы алюминия размером 4 2 мм, на которые воздействовал градиент электрического потенциала соответственно 1000-2000 В/м, при этом падение напряжения на гранулах оставалось постоянным и составляло 4 В. Получена степень очистки 93,4% при энергозатратах 0,46 кВт ч/м3 и удельной производительности 1,0 м3/чдм3.

П р и м е р 4. Очистку воды проводили как в примере 3. Градиент электрического потенциала в процессе работы изменялся от 7500 до 15000 В/м при постоянном падении напряжения на элементе насадки, равном 30 В (табл.1).

П р и м е р 5. Очистку воды проводили как в примере 3. Градиент электрического потенциала изменялся от 4300 до 8600 В/м при постоянном падении напряжения на элементе насадки, равном 17 В (табл.1).

П р и м е р 6. В аппарате (фиг.2) очищали воду, содержащую 20 мг/л ионов меди. Размер алюминиевых гранул изменялся за счет растворения от 5 до 1 мм, при этом градиент электрического потенциала увеличивался от 800 В/м до 13000 В/м, за счет чего падение напряжения на гранулах увеличивалось от 4 до 12 В. Получена степень очистки 99,8-99,5% при энергозатратах 0,28 кВтч/м3 в начале процесса и 0,72 кВтч/м3 в конце процесса растворения гранул, при этом удельная производительность увеличивалась от 0,5 м3/чдм3 до 10,2 м3/чдм3. П р и м е р 7, Очистку воды проводили как в примере 6. Градиент электрического потенциала увеличивался от 2000 до 30000 В/м, падение напряжения на гранулах увеличивалось с 10 до 30 В (табл.1).

П р и м е р 8. В устройстве (фиг.1) очищали воду, содержащую 22 мг/л ионов кадмия. Размер гранул изменялся за счет растворения от 6 до 2 мм, при этом градиент электрического потенциала оставался равным 2000 В, в результате чего падение напряжения на гранулах уменьшалось от 10 В до 4 В в конце процесса растворения. Получена степень очистки 99,4% при этом энергозатраты и удельная производительность были постоянны и составили соответственно 0,25 кВтч/м2 и 1,6 м3/чдм3.

П р и м е р 9. Очистку осуществляли как в примере 8. Параметры процесса приведены в табл.1.

П р и м е р ы 10 и 11. Очистку осуществляли как в примере 1. Параметры процесса находились за заявленными пределами (табл.1).

П р и м е р 12. Очищали воду, содержащую 50 мл/л КПЧ-3, по способу, описанному в аналоге. В качестве наполнителя использована алюминиевая стружка (толщина 0,3 мм, длина до 50 мм), насыпанная тремя слоями по 10 см, между которыми помещены диэлектрические прокладки. К крайним слоям приложено постоянное напряжение 30 В, в результате чего установился градиент электрического потенциала 100 В/м. При энергозатратах 2,5 кВт ч/м3 и удельной производительности 0,004 м3/чдм3 получена степень очистки 84,0%

П р и м е р 13. Очистке по способу, описанному в прототипе, подвергают воду, содержащую 160 мг/л масляной эмульсии. В качестве наполнителя использованы алюминиевые шары диаметром 15 мм. В качестве электродов использованы 2 графитовых стержня диаметром 50 мм и длиной 800 мм, погруженные в насадку и имеющие межосевое расстояние 250 мм. Диаметр корпуса, в который помещена насадка, 300 мм. Напряжение между стержнями 15 В. Градиент электрического потенциала между стержнями очень неоднороден в связи со стержневой формой электродов и составляет 0-75 В/м. Падение напряжения на элементах насадки 0-11,3 В, что ведет к тому, что работает (растворяется) только малая часть объема насадки. Объем насадки 57 дм3, мощность аппарата 0,04 кВт, производительность аппарата 5,1 м3/ч. Полученные результаты: степень очистки 97,8% энергозатраты 0,51 кВт ч/м3; удельная производительность 0,09 м3/чдм3.

Как следует из приведенных в табл.1 данных, предлагаемый способ очистки воды от загрязнений обеспечивает в сравнении с известными способами повышение эффективности очистки воды, в частности качество очищенной воды повышается в 1,2-4,6 раза, а удельные энергозатраты снижаются до 2,2 раз; удельная производительность возрастает в 7,8-269 раз по сравнению с прототипом и в 176-6053 раз по сравнению с аналогом.

Предлагаемое устройство для очистки воды от загрязнений иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Очистку воды, содержащую 160 мг/л масляной эмульсии, проводят в устройстве (фиг. 3), включающем корпус, патрубки для подвода и отвода воды, два подключенных к источнику тока плоскопараллельных электрода с пространством между ними, заполненным гранулами алюминия, которые удерживаются решеткой. Расстояние между электродами, равное 220 мм, определено по формуле 2, исходя из напряжения источника электропитания 220 В; среднего размера гранул 4 мм и заданного падения напряжения на каждой грануле в момент начала ее растворения 4 В. При падении напряжения 30 и 16 В, межэлектродное расстояние составляет соответственно 29 мм и 55 мм. При удельных производительностях 0,8; 2,3 и 5,1 м3/чдм3 получена степень очистки 92,7; 94,4 и 97,3%

П р и м е р 2. Очистку воды от масляной эмульсии (160 мг/л) проводили в устройстве (фиг.1), которое содержит корпус, патрубки подвода и отвода воды, плоскопараллельные перфорированные электроды, расположенные поперек потока воды, и гранулы алюминия, расположенные между электродами. Расстояние между электродами, равное 190 мм, определено по формуле 2, исходя из напряжения источника электропитания 380 В; среднего размера гранул 5 мм и заданного падения напряжения на каждой грануле 10 В. При удельной производительности 0,6 м3/чдм3 получена степень очистки 94,2%

П р и м е р 3. Очистку воды от масляной эмульсии (160 мг/л) выполняют в устройстве (фиг.1), дополнительно содержащем элементы, обеспечивающие возможность подачи свежей насадки в межэлектродное пространство с потоком воды. Мелкие частицы алюминия вымываются потоком воды. Расстояние между электродами, равное 190 мм, определено по формуле 2, исходя из напряжения источника электропитания 380 В, размера гранул 6->> 2 мм, заданного падения напряжения на каждой грануле 12 ->> 4 В. При удельной производительности 1,2 м3/чдм3 получена степень очистки 96,3%

П р и м е р 4. Очистку воды от КПЧ-3 (50 мг/л) выполняют в устройстве (фиг. 2), содержащем корпус, патрубки для подвода и отвода, подключенные к источнику тока перфорированные электроды с алюминиевыми частицами в межэлектродном пространстве. Электрод, через который подается вода на очистку, выполнен подвижным и лежит на поверхности насадки. Расстояние между электродами в процессе растворения насадки изменяется от 275 мм до 18 мм согласно формуле 2 и следующим значениям исходных величин: рабочее напряжение 220 В; размер частиц в момент начала их растворения и падение напряжения на частице 5 мм и 4 В; размер частиц и падение напряжения в конце их растворения 2 мм и 24,4 В соответственно. При удельной производительности 0,5 м3/чдм3 получена степень очистки 93,7 91,1%

П р и м е р 5. Очищают воду, содержащую 50 мг/л КПЧ-3, в устройстве (фиг.3), включающем корпус, патрубки для подвода и отвода воды, два плоскопаралелльных электрода, ориентированных вдоль потока воды и подключенных к источнику тока, алюминиевую насадку в межэлектродном пространстве, решетку, удерживающую насадку, и устройство для подачи свежей насадки в межэлектродное пространство. Отработанная насадка вымывается через решетку. Расстояние между электродами, равное 110 мм, определено по формуле 2 исходя из рабочего напряжения 220 В, размера частиц и падения напряжения на них в начале и в конце растворения 6 мм, 12 В и 2 мм, 4 В соответственно. При удельной производительности 1,4 м3/ч получена степень очистки 93,5%

П р и м е р 6. Очищают воду, содержащую 20 мг/л ионов меди, в устройстве (фиг. 4), включающем корпус, патрубки для подвода и отвода воды, два цилиндрических коаксиальных электрода, подключенных к источнику тока, алюминиевую насадку в межэлектродном пространстве, решетку, через которую вымывается отработанная насадка, и устройство для подачи свежей насадки в межэлектродное пространство. Диаметры цилиндров выбраны равными 150 мм и 202 мм исходя из величины зазора между ними, равного 76 мм и определенного по формуле 2, с учетом рабочего напряжения 380 В, а также размера частиц и падения напряжения на них в начале и в конце растворения 6 мм, 30 В и 2 мм, 10 В соответственно. При удельной производительности 23,5 м3/чдм3 получена степень очистки 99,2%

П р и м е р 7. Очищают воду от КПЧ-3 (50 мг/л) в аппарате (фиг.5), включающем корпус, патрубки для подачи и отвода воды, два плоских электрода, расположенных под углом друг к другу таким образом, что расстояние между ними уменьшается в направлении движения потока воды, насадку из алюминиевых частиц в межэлектродном пространстве, решетку, через которую вымываются отработанные частицы, и устройство для подачи свежей насадки в широкую часть аппарата. Расстояние между электродами изменяется от 190 на входе до 76 мм на выходе аппарата согласно формуле 2 и значениям входящих в нее величин: рабочее напряжение 380 В; размеры частиц в начале и в конце растворения 5 мм и 2 мм соответственно; падение напряжения на частицах 10 В. При удельной производительности 2,1 м3/чдм3 получена степень очистки 93,3%

П р и м е р 8. Очищают воду от КПЧ-3 (50 мг/л) в аппарате (фиг.6), включающем корпус, патрубки для подачи и отвода воды, два электрода, подключенных к источнику тока и выполненных в виде усеченного конуса, находящегося коаксиально внутри цилиндра, насадку из алюминиевых гранул, помещенную в межэлектродное пространство, и решетку, через которую вымываются отработанные гранулы. Конус обращен вершиной навстречу потоку воды. Диаметр цилиндра равен 540 мм, а диметры основания и верхней части усеченного конуса составляют соответственно 394 и 100 мм. Эти размеры взяты на основании расчета ширины зазоров, определяемых по формуле 2, исходя из значений параметров: рабочее напряжение между электродами 220 В; размеры частиц в начале и в конце растворения 6 и 2 мм соответственно; падение напряжения на этих же частицах 6 В, независимо от их размера. Расчеты дают максимальную величину зазора 220 мм, а минимальную 73 мм. При удельной производительности 1,0 м3/чдм3 получена степень очистки 92,0%

Как следует из приведенных в табл.2 данных, предлагаемое устройство для очистки воды обеспечивает в сравнении с известным устройством более высокое качество очистки воды и степень использования металла растворимой насадки, повышение удельной производительности в 67 261 раз. Кроме того, появляется возможность использования дешевых высоковольтных бестрансформаторных источников тока. Высокая производительность и экономичность новых аппаратов, возможность их работы на отходах металлов позволяют радикально расширить область применения электрокоагуляторов, начиная от портативных устройств и кончая сверхмощными агрегатами, работающими на очистных сооружениях самых крупных промышленных предприятий. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки воды от загрязнения, включающий ее электрохимическую обработку при пропускании через насадку из поляризованных растворимых металлических элементов, изолированных друг от друга пленкой продуктов электролиза и помещенных между электродами, подключенными к источнику тока, отличающийся тем, что обработку ведут при градиенте электрического потенциала между электродами, определяемом по формуле

U = u/d,

где U градиент электрического потенциала, В/м;

d средний размер элементов насадки, м;

u 4-30 падение напряжения на элементах насадки, В.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут при поддержании падения напряжения на элементах насадки в процессе их растворения постоянным и равным 4 30 В.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут при изменении падения напряжения на элементах насадки в процессе их растворения от 4 10 В в начале до 12 30 В в конце растворения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут при изменении падения напряжения на элементах насадки в процессе их растворения от 12 30 В в начале до 4 10 В в конце растворения.

5. Устройство для очистки воды от загрязнения, содержащее корпус с размещенными в нем по крайней мере двумя электродами, пространство между которыми заполнено насадкой, состоящей из поляризованных растворимых элементов, изолированных друг от друга пленкой продуктов электролиза, патрубки подвода и отвода воды, отличающееся тем, что электроды установлены на расстоянии друг от друга, определяемом по формуле



где l расстояние между соседними электродами, м;

U напряжение между соседними электродами, В;

d средний размер элементов насадки, м;

u 4 30 падение напряжения на элементах насадки, В.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно снабжено вводом для подачи насадки, расположенным в зоне подачи воды, электроды выполнены перфорированными плоскопараллельными и расположены поперек потока воды.

7. Устройство по пп.5 и 6, отличающееся тем, что электроды расположены горизонтально, а верхний электрод свободно установлен в корпусе и расположен на поверхности насадки.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено вводом для подачи насадки, расположенным в зоне подачи воды, а электроды расположены вдоль потока воды или под углом к нему.

9. Устройство по пп.5 и 8, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде плоскопараллельных пластин или коаксиальных цилиндров.

10. Устройство по пп.5 и 8, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде пластин, расположенных под углом одна к другой, или коаксиальных конуса и цилиндра, при этом расстояние между электродами уменьшают в направлении движения потока воды.

11. Устройство по пп.5,9 и 10, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен в виде отрицательного электрода.




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