Patent RU-54034-U1 (RU)
Title: Установка для электрохимической очистки и обеззараживания воды
IPC: C02F1/46
Filed: 2005-11-07
Granted: 2006-06-10
Abstract: Полезная модель относится к области химической технологии, в частности, к устройствам для электрохимической обработки воды и может быть использована в процессах очистки воды, ее обеззараживания, вплоть до получения питьевой воды. Задачей заявляемой установки является повышение качества обработки воды при снижении энергозатрат и удешевлении конструкции. Установка для электрохимической очистки и обеззараживания воды (фиг.1) содержит последовательно связанные между собой фильтр 1 грубой очистки, линию 2 подвода обрабатываемой воды, устройство 3 поддержания давления воды в системе, включающее в себя последовательно соединенные между собой насос 4, гидроаккумулятор 5, датчик 6 давления, реактор 7, устройство 8 дегазации, фильтр-отстойник 9, датчик 10 расхода, устройство 11 управления, соединенное выходом с насосом 4. В установку входят также накопитель 12 отходов, связанный с выходом фильтра-отстойника 9, источник 13 питания, соединенный со вторым входом устройства 11 управления, третий вход которого подключен ко второму выходу датчика 6 давления, второй выход устройства 11 связан с входом реактора 7, а третий его выход подключен ко второму входу фильтра-отстойника 9, при этом выход датчика 10 расхода соединен со входом аварийного фильтра 14, установленного на входе в емкость 15 для обработанной воды. Устройство 11 управления (фиг.2) включает в себя формирователь 16 управляющих сигналов из интегратора 17 и двухуровневого порогового счетчика 18, индикатор 19 состояния электродов, последовательно связанные между собой выпрямитель 20 тока, широтно-импульсный модулятор 21 трансформатор 22 и второй выпрямитель тока 23. При этом один выход порогового счетчика 18 соединен с индикатором 19 состояния электродов, а входы счетчика 18 и интегратора 17 соединены с выходом датчика 10 расхода, выход интегратора 17 соединен со входом широтно-импульсного модулятора 21, включенного между выходом первого выпрямителя 20 тока и первичной обмоткой трансформатора 22, вторичная обмотка которого подключена ко  
     второму выпрямителю 23 тока, подключенного выходами к электродам реактора 7. Один из входов выпрямителя 20 соединен с одним из входов источника 13 питания через коммутирующий элемент 24, связанный с выходом порогового счетчика 18, и одновременно через коммутирующий элемент 25 - с обмоткой 26 электродвигателя (на чертеже не показан и не обозначен) насоса 4. Фильтр-отстойник 9 (фиг.3, 4) выполнен из нескольких расположенных в параллельных плоскостях, наклоненных под углом к горизонтали, последовательно соединенных между собой трубчатых спиралей-змеевиков 27, диаметр труб которых различен в разных плоскостях и увеличивается от нижней плоскости к верхней, и имеющих в местах перехода змеевика одного диаметра в другой уплотнительные кольца 28 в каждой из плоскостей, причем ввод для воды в фильтр 9 расположен в нижнем змеевике 27, а вывод для воды из фильтра 9 - в верхнем змеевике 27 и соединен с датчиком 10 расхода. Уплотнительные кольца 28 имеют форму конуса, обращенного вершиной к верхней спирали, соединены между собой по вертикали и связаны со стороны вершины конуса с устройством 11 управления, а со стороны основания конуса механически соединены через шток 29 с накопителем 12 отходов, при этом трубы змеевиков 27 фильтра-отстойника 9 изнутри облицованы фторопластом и имеют в нижней их донной части по всей длине длинноворсовые («реснитчатые») вкладыши 30 из фторопласта. Шток 29 фильтра-отстойника 9 соединен со вторым выходом двухуровневого порогового счетчика 18 через электромагнитный клапан 31. Введение в установку устройства поддержания давления воды в системе на входе в реактор и датчика расхода на выходе обработанной воды позволяет соответственно контролировать напор воды на входе в установку для очистки и объем очищенной воды на выходе установки и в соответствии с этим с помощью предлагаемой функциональной схемы устройства управления изменять в зависимости от объема обрабатываемой воды подаваемый на электроды реактора ток, уменьшая или увеличивая при необходимости расход электроэнергии и снижая тем самым износ электродов реактора. Выполнение электродов реактора алюмо- или железосодержащими и из углерода удешевляет конструкцию.  
     Наличие фильтра грубой очистки на входе линии подвода обрабатываемой воды обеспечивает грубую очистку ее еще до подачи на реактор, выполнение электродов из алюмо- или железосодержащих металлов позволяет получить коагуляционный эффект выпадения неорганических примесей в осадок в виде хлопьев при электрохимической очистке, а использование в реакторе угольных электродов обеспечивает флотирование органических примесей пузырьками выделяющегося при электрохимической реакции газа, что в совокупности с выполнением фильтра-отстойника в виде расположенного в нескольких параллельных наклонных плоскостях змеевика с увеличивающимся от входа к выходу диаметром трубы, облицованной изнутри фторопластом и имеющей в нижней части длинноворсовые вкладыши, обеспечивающим более высокую скорость потока воды на входе и ее уменьшение к выходу и оседание более крупных частиц грязи в узких трубах, а далее при меньшей скорости в более широких участках змеевика - более мелких частиц на фторопластовых «реснитчатых» вкладышах и возможность периодического сброса накопившихся осадков через уплотнительные кольца с помощью штока в накопитель отходов по сигналу с устройства управления, обеспечивает в совокупности более высокую степень очистки. Этому же способствует наличие аварийного фильтра на входе емкости с обработанной водой, предупреждающего прохождение неочищенной воды в емкость для обработанной воды. в случае непредвиденной остановки устройства. Наличие в устройстве управления двухуровневого порогового счетчика позволяет по одному из порогов расхода воды производить периодический сброс отходов из фильтра-отстойника при обработке определенного объема воды и улучшает качество обработки воды, а по второму порогу расхода обработанной воды дает возможность отключить установку для замены электродов в реакторе при обработке установленного техническими условиями объема воды; наличие интегратора в совокупности со схемой изменения напряжения из выпрямителей, широтно-импульсного модулятора, и трансформатора в зависимости от объема обрабатываемой воды позволяет изменять напряжение на электродах реактора, уменьшая их износ и снижая энергозатраты.