аппарат для электрохимической очистки загрязненной жидкости

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ЖИДКОСТИ, содержащий коаксиально расположенные относительно друг друга отстойник с кольцевой перегородкой, с размещенными в нем нерастворимыми электродами и секционную циркуляционную трубу, в нижней части которой установлены растворимые электроды, пенозаборник с инжектором, патрубки ввода и вывода жидкости, отличающийся тем, что он дополнительно содержит трубку, выполненную в виде спирали, снабженную отверстиями и установленную внутри циркуляционной трубы над растворимыми электродами, при этом ось спирали совпадает с осью циркуляционной трубы, патрубок ввода жидкости соединен с трубкой, а секции циркуляционной трубы установлены одна над другой без зазора.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что трубка выполнена в виде конусообразной спирали.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отверстия, размещенные на обращенных друг к другу поверхностях спирали, расположены в шахматном порядке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрохимической очистке сточных вод, а именно к аппаратам для электрохимической очистки жидкости, загрязненной органическими взвесями, поверхностно-активными веществами и тому подобным, и может быть использовано для очистки жидкости, загрязненной полимерами или нефтепродуктами.

Известен аппарат для электрохимической очистки загрязненной жидкости, содержащий отстойник с коаксиально установленной в нем циркуляционной трубой, в нижней части которой размещены электроды, и патрубки для подачи очищаемой и отвода очищенной жидкости, причем разъемные секции трубы установлены на расстоянии друг от друга и снабжены общим коллектором, а патрубок для подачи загрязненной жидкости соединен с внутренней полостью коллектора и установлен на расстоянии, не меньшем половины его диаметра относительно линии разъема трубы.

Недостатком указанного аппарата является неравномерность распределения очищаемой жидкости в циркуляционной трубе. Очищаемая жидкость вступает в контакт с гидроокисями металлов наиболее интенсивно возле кольцевого зазора, а по мере удаления от него по радиусу трубы к ее центру интенсивность такого контакта уменьшается. Поэтому увеличение диаметра циркуляционной трубы не приводит к увеличению производительности аппарата. Такое конструктивное исполнение не может обеспечить повышение производительности аппаратa.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является аппарат для электрохимической очистки жидкости, содержащий отстойник с коаксиально установленной в ней циркуляционной трубой, содержащий также нерастворимые электроды.

Преимущество предложенного устройства по сравнению с прототипом заключается в следующем.

В прототипе подача загрязненной жидкости в циркуляционную трубу осуществляется через зазор, образованный установленными на расстоянии друг от друга разъемными секциями трубы. Это приводит к тому, что перемешивание подаваемой загрязненной жидкости с восходящим (в циркуляционной трубе) потоком электролита, содержащего электрогенерированный коагулянт (гидроокись металла), происходит удовлетворительно только вблизи стенок циркуляционной трубы. В центральную же часть этого потока загрязненная жидкость практически не попадает.

Повышение производительности аппаратов такого типа может быть достигнуто только при условии увеличения размеров поперечного сечения циркуляционной трубы. Однако, при такой подаче загрязненной жидкости, чем будет большим поперечное сечение циркуляционной трубы, тем неравномернее будет распределяться загрязненная жидкость в ее объеме, а значит, и перемешивание с гидроокисью металла не будет происходить равномерно. Поэтому на практике при такой подачe загрязненной жидкости, производительность аппаратов такого типа не превышает 3-5 м³/ч.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить практически неограниченно производительность аппарата за счет решения технической задачи равномерного распределения загрязненной жидкости по поперечному сечению как угодно больших размеров циркуляционной трубы аппарата. Это достигается подачей загрязненной жидкости через выходные отверстия согнутой по спирали трубки, которая расположена в аппарате. Ось спирали совпадает с осью циркуляционной трубы. При этом загрязненная жидкость истекает по всему поперечному сечению циркуляционной трубы равномерно и интенсивно перемешивается с восходящим потоком электрогенерированного коагулянта гидроокисью металла.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата путем равномерного распределения загрязненной жидкости в объеме циркуляционной трубы.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для электрохимической очистки загрязненной жидкости, содержащем коаксиально расположенные друг относительно друга отстойник с кольцевой перегородкой и разъемную циркуляционную трубу, в нижней части которой установлены растворимые электроды, пенозаборник с инжектором, а также патрубки для подачи загрязненной и отвода очищенной жидкости, согласно изобретению патрубок для подачи загрязненной жидкости подсоединен к расположенной внутри аппарата трубке, имеющей выпускные отверстия и согнутой по спирали, ось которой совпадает с осью циркуляционной трубы.

Кроме того предусмотрено расположенную внутри аппарата трубку с выпускными отверстиями выполнить по конусной спирали.

Выпускные отверстия, имеющиеся на обращенных друг к другу поверхностях согнутой в спираль трубки, предусмотрено располагать в шахматном порядке.

Благодаря наличию расположенной внутри аппарата трубки, имеющей выпускные отверстия и согнутой по спирали, ось которой совпадает с осью циркуляционной трубки, появляется возможность равномерно распределить загрязненную жидкость в объеме циркуляционной трубы независимо от размеров ее поперечного сечения. Поэтому становится возможным практически неограниченно увеличивать размеры поперечного сечения циркуляционной трубы, а значит, и производительность аппарата. При обтекании согнутой по спирали трубки электролит, содержащий гидроксиды металлов, поднимающийся вместе с пузырьками газа, будет создавать турбулентные потоки, способствующие более интенсивному перемешиванию с загрязненной жидкостью. Этому также способствует расположение в шахматном порядке выпускных отверстий на обращенных друг к другу поверхностях согнутой по спирали трубки.

На фиг. 1 представлена конструкция с расположенной внутри аппарата трубкой, имеющей выпускные отверстия и согнутой по спирали; на фиг. 2 эта трубка согнута по конусной спирали; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 2 (с зонами распределения загрязненной жидкости, условно показаны заштрихованными секторами, по объему циркуляционной трубы при истечении из выпускных отверстий, расположенных на согнутой по спирали трубке).

Аппарат содержит коаксиально расположенные друг относительно друга отстойник 1, выполненный в виде закрытого стакана с кольцевой перегородкой 2, и циркуляционную трубку 3, которая выполнена разъемной из двух секций. В нижней секции циркуляционной трубы размещены растворимые электроды 4 и согнутая по спирали трубка 5 с выходными отверстиями 6, подсоединенная к патрубку 7 для подачи загрязненной жидкости. В верхней части аппарата расположен пенопровод 8, на котором укреплен пенозаборник 9, установленный соосно циркуляционной трубе, и инжектор 10. В отстойник 1 вмонтирован патрубок 11 для отвода очищенной жидкости, а также патрубок 12 для удаления шлама. В верхней части отстойника 1, между кольцевой перегородкой 2 и циркуляционной трубой 3 установлены нерастворимые электроды 13, которые состоят из двух перфорированных дисков из нержавеющей стали, подключенных к разным полюсам источника тока. Отстойник 1 и нижняя часть циркуляционной трубы 3 соединены между собой посредством эрлифтного трубопровода 14 и насоса 15.

Аппарат работает следующим образом. Перед обработкой загрязненной жидкости полости циркуляционной трубы 3 и отстойника 1 заполняются чистым электролитом (технически чистая вода, содержащая небольшие добавки NaCl или НСl), после чего на электроды 4 и 13 подается напряжение, а через некоторое время (25-30 с) включают подачу загрязненной жидкости в аппарат через патрубок 7. Жидкость из патрубка 7 попадает в согнутую по спирали трубку 5 и через отверстия 6 равномерно распределяется по всему объему циркуляционной трубы 3, заполненной электролитом с гидроокисями металлов. В процессе анодного растворения электродов 4 происходит образование гидроокиси металла, которая всплывает вверх по циркуляционной трубе вместе с пузырьками газа. При этом гидроокиси металла коагулируют примеси, находящиеся в коллоидном состоянии в загрязненной жидкости, с образованием агрегатов этих частиц. В дальнейшем эти частицы флотируются пузырьками газа вверх по трубе. Обработанная таким образом жидкость вместе с находящимися в ней агрегатами скоагулированных примесей и гидроксидов через верхнюю кромку циркуляционной трубы переходит в емкость 1 отстоя. Переходя через систему нерастворимых электродов 13, агрегаты примесей и гидроксиды, находящиеся в жидкости, флотируются вверх на поверхность жидкости выделяющимися на этих электродах пузырьками газа в виде пены с частицами масла, а очищенная жидкость проходит по лабиринту емкости, образованному вертикальной перегородкой 2, и поступает через патрубок 11 на слив. Часть ее по трубопроводу 14 посредством насоса 15 возвращают для рецикла в нижнюю часть циркуляционной трубы. Накопившийся в отстойнике шлам удаляют через патрубок 12. Пена под действием инжекции воздуха поступает во внутреннюю полость пенопровода 8 и оттуда выводится из аппарата.

Использование предлагаемой конструкции позволит увеличить производительность аппарата в несколько раз за счет равномерного распределения подаваемой в него загрязненной жидкости.