Устройство для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений
Устройство для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений
Реферат
Полезная модель относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений (водощелочной фоторезист, красители и др.) и может быть использована на предприятиях машиностроения и приборостроения, радиоэлектроники и электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства и производства печатных плат. Устройство включает корпус, с размещенными в нем камерой электрофлотации и электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер. Новым, согласно предложенной полезной модели, является то, что боковые катодные камеры электролизера снабжены патрубками для вывода очищенной воды и ввода осветленной сточной воды и трубопроводами, соединяющими их с камерой электрофлотации, при этом внутри боковых катодных камер дополнительно размещены катионообменная мембрана и платиновый анод. Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает повышение общей степени очистки сточной воды от органических загрязнений
C02F 1/46
Устройство для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений (водощелочной фоторезист, красители и др.) и может быть использована на предприятиях машиностроения и приборостроения, радиоэлектроники и электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства и производства печатных плат.
Известно устройство, содержащее корпус с размещенным в нем электролизером, анодная камера которого расположена между симметричными катодными камерами, и камерой электрофлотации [Патент РФ 
2067555 C1, МПК C02F 1/46, C02F 1/465. Способ очистки сточных вод производства печатных плат, содержащих водощелочной фоторезист СПФ-ВЩ, и устройство для его осуществления; заявл. 28.04.1993; опубл. 10.10.1996].
Недостатком данного устройства является низкая степень очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений, находящихся в сточной воде наряду с дисперсной фазой органических загрязнений.
Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство, содержащее корпус, с размещенными в нем камерой электрофлотации и электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер [Патент на полезную модель РФ 133120 U1, МПК C02F 1/46. Устройство для очистки сточных вод производства печатных плат, содержащих водощелочной фоторезист СПФ-ВЩ; заявл. 28.03.2013; опубл. 10.10.2013. Бюл. 28].
Недостатком данного устройства является недостаточная степень очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений, находящихся в сточной воде наряду с дисперсной фазой органических загрязнений.
Технической задачей и результатом, на решение которых направлено заявляемое устройство для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений, является повышение степени очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений, находящихся в сточной воде наряду с дисперсной фазой органических загрязнений, что позволяет повысить общую степень очистки сточных вод от органических загрязнений.
Технический результат достигается тем, что устройство включает корпус с размещенными в нем камерой электрофлотации и электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер. Новым, согласно предложенной полезной модели, является то, что боковые катодные камеры электролизера снабжены патрубками для ввода осветленной и вывода очищенной воды и трубопроводами, соединяющими их с камерой электрофлотации, при этом внутри боковых катодных камер дополнительно размещены катионообменная мембрана и платиновый анод.
Предлагаемая полезная модель устройства иллюстрируется рисунком, где на фиг. 1 представлен вид сверху.
Устройство состоит из корпуса 1, разделенного переливной перегородкой 2 на электролизер 3 и камеру электрофлотации 4. Электролизер выполнен в виде анодной камеры 5 и двух боковых катодных камер 6.
Анодная камера отделена от катодных - катионообменными мембранами 7.
В анодной камере установлены пластинчатые нерастворимые аноды 8, которые расположены под углом относительно катодов с чередующими боковыми и центральными зазорами для протока сточной воды. Анодная камера снабжена также патрубками 13 для ввода сточной воды.
Внутри катодных камер электролизера установлены пластинчатые нерастворимые катоды 11 и катионообменные мембраны 9, образующие анодные секции 10, в которых установлены нерастворимые платиновые аноды 12.
Катодные камеры снабжены патрубками для ввода 17 и вывода 18 щелочной воды (католита), патрубками для вывода очищенной воды 14 и ввода осветленной сточной воды 15 и трубопроводами 16, соединяющие их с камерой электрофлотации.
В камере электрофлотации размещены в виде гребенки горизонтальные нерастворимые электроды 19 (катоды и аноды) и имеются патрубки 20 для вывода осветленной сточной воды. С противоположного от электролизера торца камеры электрофлотации находится сборник пены 21.
В верхней части устройства, расположенного выше уровня воды, расположено пеносборное устройство 22, приводимое в движение электродвигателем 23.
Устройство работает следующим образом. Сточная вода, содержащая органические загрязнения (например, водощелочной фоторезист), поступает через патрубки 13 в анодную камеру 5 электролизера, в которой под действием токовой нагрузки на нерастворимых анодах 8 протекает электрохимическая анодная реакция разряда молекул воды с образованием газообразного кислорода и ионов водорода (2H2O 
O2 + 4H+), вследствие чего рН сточных вод снижается (подкисляется) до рН 2-4, при которой протекают процессы образования частиц дисперсной фазы фоторезиста и их флотации пузырьками кислорода.
Одновременно в боковых катодных камерах 6 при разряде молекул воды на поверхности нерастворимых катодов 11 происходит выделение газообразного водорода и подщелачивание воды за счет образования гидроксил-ионов OH -.
Разделение продуктов анодной и катодной реакции катионообменными мембранами 7 подавляет транспорт ионов H+ в объеме обрабатываемой воды и их химическое взаимодействие с гидроксил-ионами OH- с образованием молекул воды.
Далее, сточная вода, содержащая частицы дисперсной фазы фоторезиста и растворенные органические загрязнения, не перешедшие в дисперсную фазу, переливается через перегородку 2 и поступает в камеру электрофлотации 4, в которой под действием газовых пузырьков (водорода и кислорода), образующихся на нерастворимых электродах 19 (анодах и катодах) при электролизе воды, происходит процесс осветления. т.е. извлечение частиц дисперсной фазы фоторезиста из сточной воды.
Всплывшая в процессе электрофлотации на поверхность воды дисперсная фаза фоторезиста формируется в пену, которая удаляется пеносборным устройством 22 в сборник пены 21 и далее выводится из устройства.
Осветленная сточная вода из камеры электрофлотации 4 через патрубки 20 поступает по трубопроводам 16 через патрубки 15 в анодные секции 10 боковых катодных камер электролизера, в которых растворенные органические загрязнения, не образовавшие дисперсную фазу при изменении рН в анодной камере, подвергаются электрохимическому окислению на платиновых анодах 12.
Очищенная вода выводится из устройства через патрубки 14.
Как показали результаты экспериментальных исследований, электрохимическое окисление растворенных органических загрязнений позволяет повысить общую степень очистки сточной воды с 90-92 % до 98-99,5 %.
Повышение общей степени очистки сточной воды обеспечивается тем, что осветленная вода, после извлечения дисперсной фазы органических загрязнений, подвергается дополнительной обработке с использованием платиновых анодов, на которых протекают реакции электрохимического окисления, способствующие разрушению органических загрязнений.
Технический результат при решении поставленной задачи достигается за счет того, что боковые катодные камеры электролизера снабжены патрубками для вывода очищенной воды и ввода осветленной сточной воды и трубопроводами, соединяющими их с камерой электрофлотации, при этом внутри боковых катодных камер дополнительно размещены катионообменная мембрана и платиновый анод.
Предлагаемая полезная модель устройства позволяет повысить общую степень очистки сточной воды за счет удаления, наряду с дисперсной фазой органических загрязнений, растворенных органических загрязнений.
Устройство для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений, содержащее корпус, с размещенными в нем камерой электрофлотации и электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер, отличающееся тем, что боковые катодные камеры электролизера снабжены патрубками для вывода очищенной воды и ввода осветленной сточной воды и трубопроводами, соединяющими их с камерой электрофлотации, при этом внутри боковых катодных камер дополнительно размещены катионообменная мембрана и платиновый анод. 
