устройство для гальванохимической очистки сточных вод

Формула изобретения

1. Устройство для гальванохимической очистки сточных вод, содержащее корпус, заполненный гальванопарой, с патрубками подвода сточной воды и отвода обработанной воды, подачи гальванопары и удаления шламов, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде цилиндрической колонны из немагнитного материала, на внешней поверхности которой установлены катушки соленоидов, а днище корпуса через немагнитную ограничительную решетку и предохранительный клапан соединено с аппаратом для приготовления водной дисперсии воздуха.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки соленоидов создают импульсное однополярное магнитное поле напряженностью 4-20 кА/м с частотой 2-50 Гц.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки соленоидов создают переменное магнитное поле, напряженностью 4-20 кА/м с частотой 2-20 Гц.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аппарат для приготовления водной дисперсии воздуха состоит из диспергатора воздуха, патрубка подачи очищенной воды, сужающегося дугообразного канала, пластины с щелевидными отверстиями прямоугольного сечения и клапана в виде гибкой резиновой пластины, одна сторона которого жестко зафиксирована металлическими планками.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что диспергатор воздуха изготовлен из пористых элементов, набранных из войлочных колец.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что диспергатор воздуха выполнен в виде струйного аэратора с аэрационным отделением и воздушным колоколом с возможностью подачи воздуха и очищенной воды.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в сужающемся дугообразном канале внизу расположен патрубок для подачи дополнительной воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для обработки промышленных сточных вод и может быть использовано для обезвреживания стоков гальванических, металлургических, химических и других производств от различных загрязнений, например примесей цветных и тяжелых металлов, галогенидов, цианидов, а также масляных и нефтяных примесей.

Известно устройство в виде вертикальной цилиндрической колонны с наполнителем, патрубками ввода и вывода стоков и воздуха. Корпус колонны жестко закреплен на платформе, установленной на опорах с возможностью совершения колебательных движений, платформа снабжена электродвигателем, на валу электродвигателя перпендикулярно его оси жестко закреплена штанга с размещенным на ней грузом [1].

Известно устройство, в котором организованы встречные потоки очищаемой жидкости и очищающих реагентов [2]. Подача сточных вод осуществляется снизу через отверстие в центре дна корпуса, а корпус выполнен в виде бункера вибрационного конвейера с винтовым лотком, поднимающего вверх и сбрасывающего навстречу движению жидкости реагентную смесь. Аппарат для очистки сточных вод содержит цилиндрический корпус с днищем с размещенной в нем металлической стружкой, камеру для сбора очищенной воды, устройство для перемешивания, патрубки ввода и вывода воды. При этом на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса размещена по винтовой линии полка, выполненная с возможностью перемещения металлической стружки снизу вверх. Устройство для перемешивания выполнено в виде электромагнитного приспособления, закрепленного на корпусе. К корпусу привернуты элементами крепежа верхние концы 3-х ферромагнитных сердечников, которые входят внутрь 3-х катушек соленоидов, закрепленных, как и вторые (нижние) концы изогнутых рессор на раме аппарате крепежными элементами. В катушки соленоида подается ток частотой, получаемый в результате однополупериодного выпрямления переменного тока, под действием импульсов тока ферромагнитные сердечники втягиваются на короткое время внутрь катушек, а под действием пружинящих свойств рессор возвращаются в исходное положение. Вследствие этого корпус получает возвратно-поступательное и колебательное движение вдоль вертикальной оси и по окружности. Под действием описанных колебательных движений загруженная смесь стружки и кокса смещается на полку и движется по ней по винтовой траектории вверх, а затем соскальзывает с полки и падает вниз, чтобы повторить цикл движения.

Указанное устройство обладает существенными недостатками: имеется возможность проскока сточных вод без контакта с наполнителем вследствие наличия "зеркала " обрабатываемых вод в цилиндрической вертикальной емкости гальванокоагулятора; неудовлетворительные условия аэрации в рабочей зоне гальванокоагулятора; незначительное перемешивание гальванопары, так как поднимается только гальванопара, находящаяся в каналах вибробункера, значительные затраты электроэнергии на обеспечение перемещения наполнителя.

Аппарат для очистки сточных вод [2] является наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и принимается в качестве прототипа заявляемого устройства.

Отличительные от прототипа признаки заявляемого устройства:

1. Устройство состоит из питающего патрубка подачи сточных вод с каскадными полочками.

2. Корпус выполнен в виде цилиндрической колонны из немагнитного материала.

3. Немагнитная ограничительная решетка.

4. Соленоиды с возможностью создания импульсного однополярного магнитного поля напряженностью 4-20 кА /м с частотой 2-20-50 Гц. В переменных магнитных полях частицы железа гальванопары принимают вращательное движение со скоростью, близкой к частоте переменного магнитного поля. Причем приобретаемое количество движения магнитными частицами определяется величиной напряженности, частотой магнитного поля и магнитной массой частиц железа, зависящей от магнитной восприимчивости, размера и содержания железа в компоненте гальванопары [3, 4]. Эффективность процесса очистки сточных вод может быть повышена за счет применения низкочастотных (2-20 Гц) переменных магнитных полей.

5. Патрубок для подачи компонент гальванопары.

6. Крышка с перфорированным дном и вертикальными прорезами.

7. Аппарат для приготовления водной дисперсии воздуха выполнен из струйного диспергатора воздуха, патрубка подачи очищенной воды, сужающегося дугообразного канала, перегородки из пластин с щелевидными отверстиями прямоугольного сечения, над пластинами установлен клапан в виде гибкой резиновой пластины, который перекрывает щелевидные отверстия перегородки. Одна сторона клапана жестко фиксируется металлическими планками. Патрубок для подачи дополнительной воды расположен на сужающемся канале внизу с целью повышения устойчивости водной дисперсии воздуха.

Диспергатор воздуха представлен струйным аэратором с подачей воздуха и патрубком подачи очищенной воды, которые установлены в боковой стенке воздушного колокола. Диспергатор воздуха может быть изготовлен из пористых элементов, набранных из войлочных колец.

Сущность изобретения пояснена на чертеже, где изображено устройство для очистке сточных вод.

Устройство состоит из питающего приспособления с каскадными полочками 1, корпус выполнен в виде цилиндрической колонны из немагнитного материала 2, гальванопары из дисперсного материала 3, катушек соленоидов 4, наклонного сужающегося дугообразного канала 5, немагнитной ограничительной решетки 6, пластин с щелевидными отверстиями прямоугольного сечения 7, предохранительного клапана 8, крышки с перфорированным дном и вертикальными прорезями 9, аппарата для приготовления водной дисперсии воздуха в виде аэрационного отделения 10, воздушного колокола 11, струйного диспергатора воздуха 12, патрубка для подачи очищенной воды 13, кармана для разгрузки пены 14, патрубка вывода очищенной воды 15, патрубка для подачи (разгрузки) компонент гальванопары 16, патрубка для подачи дополнительной воды 17 с целью повышения устойчивости водной дисперсии воздуха.

Устройство работает следующим образом.

Сточные воды через патрубок с каскадными полочками 1 поступают через немагнитную ограничительную решетку 6 в вертикальный корпус в виде цилиндрической колонны из немагнитного материала 2, наполненный дисперсными частицами гальванопары 3. Под действием струй воздуха через диспергатор 12 и струй воды 13 в воздушном колоколе 11 приготавливаются активированные водные дисперсии воздуха. Из аэрационного отделения 10 водная дисперсия воздуха по наклонному сужающемуся дугообразному каналу 5, через перегородку из пластин с щелевидными отверстиями прямоугольного сечения 7 поднимает (открывает) предохранительный клапан 8, водная дисперсия воздуха совместно со сточными водами поступает в корпус 2 с двумя секциями гальванопары. При прекращении подачи водной дисперсии воздуха предохранительный клапан опускается (закрывается). Для вращения компонент гальванопар и их контакта снаружи трубы установлены катушки соленоидов 4. При включении соленоидов и подачи поляризованного тока гальванопаре придается вращательное движение. В результате работы гальванопары железо-кокс железо анодно поляризуется и переходит в раствор в виде гидроксида железа в присутствии кислорода водной дисперсии воздуха.

Газонаполненная смесь проходит две секции гальванопар, пенный продукт разгружают через сливной карман 14, очищенная вода, шламы через разгрузочный патрубок 15 выводится из устройства. В верхней части трубы имеется патрубок для подачи (загрузки) компонент гальванопары 16, который закрывается крышкой с перфорированным дном и вертикальными прорезями 9. Данная крышка крепится на усеченной верхней части корпуса, обеспечивая монтаж и демонтаж соленоидов. Через патрубок 17 подается дополнительная вода для повышения устойчивости водной дисперсии воздуха.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет надежно и эффективно очищать сточные воды.

Предлагаемое техническое решение соответствует критериям промышленной применимости, новизны и изобретательского уровня.

Источники информации

1. Патент РФ 2130433 С1, 6 С02F 9/00, 1/46. Способ очистки промышленных сточных вод, установка и гальванокоагулятор для его осуществления. Опуб. 20.05.99, Бюл. №14.

2. Патент РФ 2002704 С1, 5 С02F 1/46. Аппарат для очистки сточных вод. Опуб. 15.11.93, Бюл. №41-42 (прототип).

3. П.А.Усачев. Интенсификация обогащения магнетитовых руд. Апатиты, 2000. - 70 с.

4. Е.Н.Рукасова, Н.И.Князева, Т.Т.Бердышева. Гидроциклоны с наложенным магнитным полем и их применение при обогащении. М.,1979, Институт «Черметинформация», сер.2, вып.2, 24 с.