Гальванокоагулятор со стружечным анодом
Гальванокоагулятор со стружечным анодом относится к области очистки промышленных сточных вод от цианидов, роданидов, нитросоединений, формальдегида, сульфидов, меркаптанов, ионов тяжелых металлов, хроматов, фосфатов, эмульгированных частиц масел, жиров и нефтепродуктов и может быть использован для очистки стоков гальванических производств, химической, машиностроительной, металлургической промышленности. Гальванокоагулятор со стружечным анодом содержит конфузорный корпус 1 с патрубками подвода загрязненной воды 8 и отвода обработанной воды 16. Внутри корпуса 1 расположен вращающийся барабан, выполненный с возможностью вращения и состоящий из верхней провальной 10 и нижней непровальной 13 решеток, натянутых между решетками углеграфитовых нитей 11, а внутри барабана имеется центральный вал 4, соединенный с верхней провальной 10 и нижней непровальной 13 решетками и на котором, выше верхней провальной решетки 10 закреплены лопасти 7, тангенциально которым установлен патрубок подвода загрязненной воды 8, имеющий аэратор 9.
Над лопастями 7 установлен дозатор 5 подачи дисперсного анодорастворимого материала 12, а между дозатором 5 и лопастями 7 установлены рассекатели 6. При заполненном внутреннем пространстве барабана загрязненная сточная вода, насыщенная воздухом от аэратора 9, поступает в корпус смесителя 2 и, натекая на лопасти 7, начинает вращать барабан вместе с заполняющим его дисперсным анодорастворимым материалом 12, который, образуя с углеграфитовыми нитями 11 гальванопары, начинает растворяться. По мере растворения гранул дисперсного анодорастворимого материала 12 его объем уменьшается и он перемещается сверху вниз, а дозатор 5 обеспечивает поступление свежего материала. Таким образом, обеспечивается оптимальный состав гальванопар по времени, вследствие чего повышается качество процесса.
4 з.п.ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к области очистки промышленных сточных вод от цианидов, роданидов, нитросоединений, формальдегида, сульфидов, меркаптанов, ионов тяжелых металлов, хроматов, фосфатов, эмульгированных частиц масел, жиров и нефтепродуктов и может быть использована для очистки стоков гальванических производств, химической, металлургической, машиностроительной промышленности.
Известен гальванокоагулятор с дисперсным материалом, состоящем из смеси кокса и металлической стружки, образующих гальванопару. Генерация коагулянта производится во вращающихся барабанах (Колесников В.А., Меньшутина Н.В. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод. Москва, Де Ли принт, 2005, 266 с., рис.2.15-2.16, стр.64-65)-[1].
Известно устройство для гальванокоагуляции (патент №2079440, C02F 1/463, опубл. 20.05.97, БИ №14), взятое за прототип. Это устройство содержит корпус, оснащенный патрубками ввода обрабатываемой (загрязненной) воды и отвода обработанной воды, внутри которого располагается слой насадки из дисперсного материала с образованием гальванопар. В центральной части устройства установлена пульсационная камера в виде трубы, нижний конец которой размещен ниже слоя насадки. Внутри слоя насадки параллельно оси корпуса размещены вставки в виде гофрированных полос.
Недостатки прототипа следующие: необходимость периодической перезагрузки слоя насадка из дисперсного материала в связи с непрерывным расходом анодорастворимого компонента за счет гальванического растворения; нестабильность процесса очистки по мере эксплуатации дисперсного материала в связи с нарушением оптимального соотношения
между массой катодной и анодной, составляющими гальванопары за счет растворения анодного материала.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении качества очистки и поддержании оптимального состава гальванопар во времени.
Технический результат достигается тем, что в гальванокоагуляторе со стружечным анодом, содержащем корпус, патрубки подвода загрязненной и отвода обработанной воды, слой насадка из дисперсного анодорастворимого материала, новым является то, что внутри корпуса расположен барабан, выполненный с возможностью вращения и состоящий из верхней провальной и нижней непровальной решеток, натянутых между решетками углеграфитовых нитей, а внутри барабана имеется центральный вал, соединенный с верхней и нижней решетками и на котором выше верхней провальной решетки закреплены лопасти, тангенциально которым установлен патрубок подвода загрязненной воды.
Над лопастями установлен дозатор подачи дисперсного анодорастворимого материала.
Между дозатором и лопастями установлены рассекатели.
В патрубке подвода загрязненной воды установлен аэратор.
Вращающийся барабан выполнен конфузорным со степенью конфузорности, пропорциональной уменьшению гранул дисперсного анодорастворимого материала.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где:
фиг.la - гальванокоагулятор со стружечным анодом;
фиг.1б - сечение по лопастям (А-А);
фиг.1 в - сечение корпуса (Б-Б).
Здесь: 1 - корпус коагулятора; 2 - корпус смесителя; 3 - крышка; 4 -вал; 5 - дозатор подачи анодорастворимого дисперсного материала; 6 -рассекатели; 7 - лопасти; 8 - патрубок подвода загрязненной воды; 9 -аэратор; 10 - решетка верхняя провальная; 11 - углеграфитовые нити; 12-
дисперсный анодорастворимый материал; 13 - решетка нижняя непровальная; 14 - узлы вращения (подшипники); 15 - нижнее днище; 16 -патрубок отвода обработанной воды.
Предложенный гальванокоагулятор со стружечным анодом (фиг.1а) состоит из корпуса коагулятора 1, представляющего собой усеченный конус, больший диаметр которого расположен сверху и соединен с цилиндрическим корпусом смесителя 2. В верхней и нижней частях коагулятора 1 установлены верхняя провальная решетка 10 и нижняя непровальная решетка 13 соответственно, между которыми натянуты углеграфитовые нити 11 (фиг.1в) с расстоянием между соседними нитями на верхней решетке 10, равным среднему начальному размеру дисперсного анодорастворимого материала 12 2dcp н мм, и с расстоянием между соседними нитями на нижней решетке 13, равным среднему конечному размеру анодорастворимого дисперсного материала 12 с учетом электрохимического растворения 2dcpк мм. Решетки 10 и 13 закреплены на валу 4 и расположены в корпусе коагулятора 1 с возможностью вращения в подшипниковых узлах 14. На валу 4 выше верхней решетки 10 расположены лопасти 7. В корпусе смесителя 2 имеется патрубок подвода загрязненной воды 8, установленный тангенциально лопастям 7 (фиг.1б). В патрубке подвода загрязненной воды 8 установлен аэратор 9. Верхняя часть корпуса смесителя 2 закрыта крышкой 3, в центре которой установлен дозатор 5 подачи анодорастворимого дисперсного материала 12, равномерное распределение которого обеспечивает система рассекателей 6. Нижнее днище 15 крепится к корпусу коагулятора 1 и имеет патрубок отвода обработанной воды 16.
Предложенный гальванокоагулятор со стружечным анодом работает следующим образом. Загрязненная сточная вода, насыщенная воздухом от аэратора 9, поступает через патрубок подвода загрязненной воды 8 в корпус смесителя 2 и, натекая на лопасти 7, начинает вращать вал 4, а вместе с ним и барабан (верхняя провальная решетка 10, нижняя непровальная решетка 13,
углеграфитовые нити 11 и дисперсный анодорастворимый материал 12). Одновременно с подачей воды в патрубок 8 начинает работать дозатор 5, подавая дисперсный анодорастворимый материал 12 в объеме, соответствующем его растворению в пространстве между нитями 11. Равномерное распределение подаваемого дисперсного анодорастворимого материала 12 обеспечивает система рассекателей 6. В пространстве между верхней 10 и нижней 13 решетками углеграфитовые нити 11 и гранулы дисперсного анодорастворимого материала 12 образуют гальванопары и гранулы дисперсного анодорастворимого материала 12 начинают растворяться в соответствии с законом Фарадея. Вращение барабана с дисперсным анодорастворимым материалом 12 способствует интенсификации массообменных процессов между углеграфитовыми нитями 11, являющимися катодом, и дисперсным анодорастворимым материалом 12, являющимся анодом, вследствие чего процесс насыщения загрязненной воды продуктами анодного растворения дисперсного материала, являющегося коагулянтом, значительно возрастает. По мере растворения гранул весь насыпной материал перемещается сверху вниз и конфузорность внутреннего пространства обеспечивает постоянный контакт с углеграфитовыми нитями 11. Поступление свежих гранул обеспечивает дозатор 5, из которого подается насыпной материал в объеме, соответствующем анодному растворению.
Таким образом, наличие постоянного вращения интенсифицирует массообменные процессы в гальванокоагуляторе, а поступление свежего анодорастворимого дисперсного материала в соответствии с объемом растворения обеспечивает непрерывное насыщение подаваемой загрязненной воды коагулянтом. Вследствие этого повышается качество процесса и обеспечивается оптимальный состав гальванопар по времени.
1. Гальванокоагулятор со стружечным анодом, содержащий корпус, патрубки подвода загрязненной воды и отвода обработанной воды, слой насадка из дисперсного анодорастворимого материала, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен барабан, выполненный с возможностью вращения и состоящий из верхней провальной и нижней непровальной решеток, натянутых между решетками углеграфитовых нитей, а внутри барабана имеется центральный вал, соединенный с верхней провальной и нижней непровальной решетками и на котором выше верхней провальной решетки закреплены лопасти, тангенциально которым установлен патрубок подвода загрязненной воды.
2. Гальванокоагулятор со стружечным анодом по п.1, отличающийся тем, что над лопастями установлен дозатор подачи анодорастворимого дисперсного материала.
3. Гальванокоагулятор со стружечным анодом по п.2, отличающийся тем, что между дозатором и лопастями установлены рассекатели.
4. Гальванокоагулятор со стружечным анодом по п.1, отличающийся тем, что в патрубке подвода загрязненной воды установлен аэратор.
5. Гальванокоагулятор со стружечным анодом по п.1, отличающийся тем, что вращающийся барабан выполнен конфузорным со степенью конфузорности, пропорциональной уменьшению гранул дисперсного анодорастворимого материала.
