СПОСОБ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ СТОЧНОЙ ВОДЫ

СПОСОБ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ СТОЧНОЙ ВОДЫ


RU (11) 2079439 (13) C1

(51) 6 C02F1/463 

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

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

(21) Заявка: 5051369/25 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.08 
(45) Опубликовано: 1997.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Колесников В.А. Экология и ресурсосбережение электрохимических производств. - М.: МХТИ, 1989. Соколова Л.П. и др. Исследование механизма извлечения компонентов кислых сточных вод в процессах гальванокоагуляционной очистки. - Журнал прикладной химии, 1991, т.64, N 3, с. 551 - 555. 
(71) Заявитель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью "Объединение ИРЕА-Пензмаш" 
(72) Автор(ы): Золотников А.Н.; Громов С.Л.; Короткевич И.Б.; Бомштейн В.Е.; Малышев Р.М. 
(73) Патентообладатель(и): Золотников Александр Николаевич 

(54) СПОСОБ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ СТОЧНОЙ ВОДЫ 

Использование: способ гальваноагуляционной очистки промышленных сточных вод может применяться для обезвреживания стоков гальванических производств, стоков в металлургической, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: способ включает пропускание обрабатываемого раствора в пульсирующем режиме через слой перемешиваемой насадки и одновременную подачу в обрабатываемый раствор кислорода, причем для компонентов насадки обеспечивают равными значения величины , где r - плотность обрабатываемого раствора, кг/м3, rт - плотность твердых частиц, кг/м3, d - средний размер (диаметр) частиц, м, - усредненный коэффициент формы (сферичности) частиц. Предложена формула для расчета интенсивности пульсации обрабатываемого раствора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технологии очистки промышленных сточных вод и может применяться для обезвреживания (очистки от катионов и анионов, взвесей, нефтемаслопродуктов и т.п.) стоков гальванических производств, металлургической, химической и других отраслей промышленности.

Известен способ электрохимической очистки промышленных сточных вод, включающий обработку очищаемого раствора в электрическом поле, возникающем между двумя электродами. К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относятся существенные энергозатраты на реализацию данного способа и низкая производительность вследствие пассивации поверхности электродов.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является способ гальванокоагуляционной очистки промышленных сточных вод, включающий пропускание обрабатываемого раствора через слой перемешиваемой насадки, состоящей из смеси дисперсных компонентов в присутствии кислорода воздуха, принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относятся низкая эффективность процесса очистки ввиду расслоения компонентов насадки и ухудшения условий образования гальванопар, а также из-за существенного диффузионного сопротивления, возникающего в пограничном слое на поверхности частиц насадки, и проявления цементационных эффектов.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи по предотвращению расслоения компонентов насадки, снижение диффузионного сопротивления пограничного слоя на поверхности частиц насадки и предотвращение цементации частиц компонентов на ее образующих. При этом достигается технический результат, заключающийся в увеличении эффективности процесса очистки (повышение ее производительности и степени извлечения загрязнений).

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе гальванокоагуляционной очистки промышленной сточной воды, включающем пропускание ее через слой перемешиваемой дисперсной насадки, состоящей из компонентов гальванопары, в присутствии кислорода воздуха. Кислород воздуха вводят путем барботажа через слой насадки.

Для компонентов насадки обеспечивают равными значения величин



где r плотность обрабатываемого раствора, кг/м3;

rт плотность твердых частиц, кг/м3;

d средний размер (диаметр) частиц, м;

коэффициент формы (сферичности) частиц.

Обрабатываемую воду подают на очистку в пульсационном режиме, интенсивность пульсации подачи обрабатываемой воды определяют по формуле:



где I Ai;

I интенсивность пульсации, м/с;

A амплитуда пульсации, м;

i частота пульсации, с;

коэффициент динамической вязкости обрабатываемого раствора, Па.с;

e порозность слоя насадки;

dэ средний эквивалентный размер (диаметр) частиц насадки, м;

j3 усредненный коэффициент формы (сферичности) частиц насадки;

плотность обрабатываемого раствора, кг/м3;

V скорость подачи обрабатываемого раствора, м/с;

L гидродинамический параметр;



rт усредненная плотность частиц насадки, кг/м3;

g ускорение свободного падения, м/с2;

K и f эмпирические коэффициенты, зависящие от значения L (определяются в соответствии с рекомендациями, приведенными в (Кизевальтер Б.В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения М. Недра, 1979, 295 с.

Благодаря тому, что для компонентов насадки значение величины при ее перемешивании, предотвращающем пассивацию поверхности не происходит расслоения дисперсных компонентов, не нарушаются условия образования гальванопар, что способствует повышению степени очистки. Кроме того, подача обрабатываемой воды на очистку в пульсирующем режиме также позволяет повысить степень очистки и увеличить производительность процесса за счет уменьшения диффузионного сопротивления в пограничном слое на границе раздела фаз: дисперсная насадка - раствор и предотвратить цементацию частиц компонентов насадки. При этом оптимальное значение интенсивности пульсации обрабатываемого раствора в случае очистки его от катионов тяжелых металлов определяется в соответствии с выражением:



Заявленный способ осуществляется следующим образом: обрабатываемый раствор пропускают через слой насадки, состоящей из смеси дисперсных компонентов, образующих гальванопару (например, железо-кокс или железо-титан, или алюминий-железо, или алюминий-кокс, или железо-медь, или алюмомагниевый сплав-графит и т.п.), для которых при одновременной подаче в обрабатываемый раствор воздуха (например, посредством барботажа); подачу обрабатываемого раствора можно осуществлять в пульсирующем режиме; интенсивность пульсации подачи обрабатываемого раствора может быть определена по формуле: где I Ai; 

Пример 1. Раствор промышленных сточных вод, содержащий 830 мг/л сульфатов, 820 мг/л нефтепродуктов, 80 мг/л Cr 6+, 35 мг/л Cu 2+, подают со скоростью 0,0025 м/с через насадку, состоящую из смеси железо-кокс со средним эквивалентным диаметром dэ 0,005, плотность раствора = 1000 кг/м3 усредненная плотность частиц насадки тэ= 4000 кг/м3 коэффициент динамической вязкости обрабатываемого раствора = 1,710-3Пас порозность слоя насадки 0,7, параметры L 612,4, K 3,6, f 0,666; одновременно через насадку барботируют воздух, jэ 0,3.

Интенсивность пульсации, наложенной на обрабатываемый раствор, в двух случаях определялась произвольно, а в третьем случае в соответствии с приведенной выше формулой I 0,057 м/с; A 0,057 м; i=1 с-1; I1min 0,01 м/с; i1 1 с-1; AI 0,01м; I2max 0,1 м/с; i2 1с-1; A 0,1 м.

Результаты очистки приведены в табл. 1.

Пример 2. Раствор промышленных сточных вод, содержащий 336 мг/л керосина, 55 мг/л ионов As, 121 мг/л ионов Ni 2+, 73 мг/л ионов Cr 6+ подают со скоростью 0,003 м/с через насадку, состоящую из смеси железо-медь; dэ 0,003 м, 1000 кг/м3, rтэ 6200 кг/м3, 1,710-3 Паc, e0,36, L=128,6, K=3,6, f= 0,666. Одновременно через насадку барботировали воздух, jэ= 0,8. Интенсивность пульсации, наложенной на обрабатываемый раствор, в двух случаях определялась произвольно, а в третьем в соответствии с приведенной выше формуле: I= 0,026 м/с; i=2 с-1; A=0,013 м; I1min 0,01 м/с; i=2 с-1; A=0,005 м; I2max= 0,1 м/с; i=2 с-1; A=0,05 м.

Результаты очистки приведены в табл. 2.

Пример 3. Раствор промышленных сточных вод, содержащий 672 мг/л маслопродуктов, 98 мг/л ионов Co 2+, 485 мг/л ионов SO4 2-, 93 мг/л ионов Cr 3+, 53 мг/л ионов Cr 6+, 39 мг/л ионов Zn 2+ подают со скоростью 0,002 м/с через насадку состоящую из смеси алюмомагниевый сплав-кокс, dэ=0,004 м, L 203,6, K 3,6, f 0,666, э 0,5, одновременно через насадку барботируют воздух. Интенсивность пульсации в двух случаях определялась произвольно, а в третьем случае в соответствии с приведенной выше формулой: I=0,027 м/с; i=0,5 c-1; A=0,054 м; I1min=0,01 м/с; i=0,5 с-1; A=0,02 м; I2max=0,1 м/с; i=0,5 с-1; A=0,2 м.

Результаты очистки приведены в табл. 3.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что использование заявленного изобретения позволяет повысить эффективность очистки и ее производительность. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ гальванокоагуляционной очистки промышленной сточной воды, включающий пропускание ее через слой перемешиваемой дисперсной насадки, состоящей из компонентов гальванопары, в присутствии кислорода воздуха, отличающийся тем, что обрабатываемую воду подают на очистку в пульсирующем режиме, а кислород вводят путем барботажа воздуха через слой насадки при равенстве величин, определяемых по формуле



для компонентов насадки,

где r плотность сточной воды, кг/м3;

rт плотность частиц компонента насадки, кг/м3;

d средний размер (диаметр) частиц, м;

коэффициент формы (сферичности) частиц.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интенсивность пульсации потока обрабатываемой сточной воды определяют по формуле



где L гидродинамический параметр, равный



I интенсивность пульсации, м/с;

А амплитуда пульсации, м;

i частота пульсации, с-1;

m коэффициент динамической вязкости сточной воды, Па с;

e порозность слоя насадки;

dэ средний эквивалентный размер (диаметр) частиц насадки, м;

jэ усредненный коэффициент формы (сферичности) частиц насадки;

плотность сточной воды, кг/м3;

v скорость подачи обрабатываемой воды, м/с;

g ускорение свободного падения, м/с2;

rтэ усредненная плотность частиц насадки, кг/м3;

К и f эмпирические коэффициенты, зависящие от значения L.




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