Магнитокоагулятор

 

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано для предотвращения накипеобразования в теплообменных аппаратах. Предлагаемое устройство содержит корпус, разделенный перегородками на камеры. В нижней части все камеры имеют дренажные отверстия. Первая и последняя камеры имеют патрубки подвода и отвода воды соответственно. Фильтрующие элементы, состоящие из магнитных гранул и немагнитного связующего, установлены в верхней части перегородок. 1 ил.

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано для предотвращения накипеобразования в теплообменных аппаратах.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ электрохимической обработки воды [1] Сущность известного способа заключается в том, что электрохимическая очистка включает последовательную обработку воды в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов при подаче на них переменного асимметричного напряжения и фильтрацию перед обработкой в анодной камере через металлокерамический фильтр на основе Ni₂Al, изготовленного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, помещенного в постоянное магнитное поле напряженностью 10010 кА/м. Известный способ реализован в устройстве, состоящем из постоянного магнита между полюсами которого размещен фильтрующий элемент, камеры для подачи очищаемой воды и камеры для отвода очищенной воды.

Недостатком известного устройства является то, что при совмещении процесса омагничивания воды и ее фильтрации при помощи фильтра, обладающего каталитическим эффектом, происходит быстрое забивание фильтра выпадающим осадком. Большая протяженность фильтра в направлении протекания воды при наличии каталитического эффекта так же способствует быстрому забиванию фильтра выпадающим осадком. Оба эти фактора говорят о низкой производительности известного устройства.

Предлагаемое устройство решает задачу повышения производительности устройства водоочистки. Для решения поставленной задачи в известное устройство, содержащее фильтрующий элемент, установленный в корпус с патрубками подвода и отвода воды, введены, дополнительно n перегородок, разделяющих корпус на камеры, и n-1 фильтрующих элементов, причем все фильтрующие элементы выполнены в виде объемнопористых тел, состоящих из магнитных гранул и немагнитного связующего, при этом первая и последняя камеры корпуса имеют патрубки подвода и отвода воды соответственно, все камеры имеют в нижней части дренажные отверстия, а фильтрующие элементы установлены в верхней части перегородок.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображен магнитокоагулятор.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1 с патрубками подвода воды 2 и отвода воды 3. Корпус разделен перегородками 4 на камеры. В нижней части все камеры имеют дренажные отверстия 6. Фильтрующие элементы 6, состоящие из магнитных гранул и немагнитного связующего, установлены в верхней части перегородок 4.

Устройство работает следующим образом.

Исходная вода под давлением через входной патрубок 2 подается в первую камеру корпуса 1 магнитокоагулятора. После заполнения первой камеры через поры фильтрующего элемента заполняется водой вторая камера и т.д. При прохождении воды по порам фильтра между магнитными гранулами происходит ее омагничивание активация магнитоактивных частиц. Этот процесс сопровождается интенсивным ростом активных частиц, в том числе и за счет солей жидкости, имеющихся в воде. Толщина фильтрующего элемента выбирается исходя из того, чтобы происходила активация магнитоактивных частиц, а их размеры на выходе фильтра оставались еще значительно меньше среднего диаметра пор фильтра, т. е. чтобы фильтр не забивался. Пройдя с высокой скоростью фильтрующий элемент, вода попадает в следующую камеру. Поскольку скорость протекания воды через фильтрующий элемент и через камеру отличается во много раз, то частицы, пришедшие в активное состояние в первом фильтрующем элементе, будут эффективно расти при прохождении второй камеры. Размеры второй (и всех последующих) камеры выбираются таким образом, чтобы активные частицы увеличивались в размере и выпадали в осадок, не достигнув второго (очередного) фильтрующего элемента. При этом на дне камер накапливается осадок, который удаляется периодическим кратковременным открыванием дренажных отверстий 6. Резкое увеличение солесодержания (например, при весеннем паводке) может привести к увеличению динамического сопротивления фильтра, т.е. к его забиванию. В этом случае работоспособность фильтра восстанавливается кратковременной обратной промывкой.

Таким образом, предлагаемый магнитокоагулятор обладает более высокой производительностью по сравнению с известным устройством. Кроме того, используя предлагаемое техническое решение, появляется возможность создания крупнотоннажных производств с безреагентной водоочисткой. В то время как в прототипе при увеличении производительности устройства водоочистки возникает ряд трудностей, связанных с габаритами и стоимостью постоянных магнитов и СВС-фильтров.

Магнитокоагулятор экспериментальной установки по безреагентной водоочистке имеет корпус с четырьмя камерами. Фильтрующие элементы выполнены в виде сетчатых контейнеров, в которые засыпались магнитные гранулы в полимерной оболочке. Экспериментально установлено, что наиболее эффективен фильтрующий элемент со средним диаметром гранул 0,5 1 мм. Экспериментально проверено влияние уменьшения зазоров между гранулами с целью увеличения напряженности магнитного поля в зазорах. Для этого гранулы в полимерной оболочке нагревались до температуры размягчения полимера (меньше температуры точки Кюри магнитов) и подпрессовывались. При этом возрастало динамическое сопротивление фильтра, степень очистки при этом увеличивалась незначительно. Содержание железа и солей жесткости в исходной и очищенной воде контролировалось методом химического анализа. При солесодержании в исходной воде до 4 мг/л железа и жесткости до 4 мг-экв/л качество воды после обработки в магнитокоагуляторе улучшилось на порядок.

Формула изобретения

Магнитокоагулятор, содержащий фильтрующий элемент, установленный в корпусе с патрубками подвода и отвода воды, отличающийся тем, что в него введены дополнительно n перегородок, разделяющих корпус на камеры, и n 1 фильтрующих элементов, причем все фильтрующие элементы выполнены в виде объемно-пористых тел, состоящих из магнитных гранул и немагнитного связующего, при этом первая и последняя камеры корпуса имеют патрубки подвода и отвода воды соответственно, все камеры имеют в нижней части дренажные отверстия, а фильтрующие элементы установлены в верхней части перегородок.

РИСУНКИ

Рисунок 1