ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к очистке и обеззараживанию промышленных и сточных вод методом электрогидравлического воздействия и получение на этой основе очищенной от органических примесей и микроорганизмов воды высокого качества.
Известны устройства электрохимической очистки и обеззараживания промышленных и сточных вод, получившие название «электролизеры» [Черкинский С.Н. // Гигиена и санитария. - 1980. - №11. - С.72-73].
Определенным сдерживающим фактором применения электролизеров является высокая энергоемкость процессов, сложность применяемого оборудования, отсутствие достаточного количества подходящих электро- и коррозийностойких материалов для изготовления анодных плат. Расход электроэнергии в электролизерах пропорционален концентрации органических примесей в сточной воде, расстоянию между электродами, плотности тока. Снижению расхода электроэнергии способствует повышение температуры воды, удаление газовой фазы из межэлектродного пространства. Все это усложняет процесс очистки и обеззараживания загрязненной воды. Поэтому, несмотря на возможность эффективной очистки промышленных и промышленных и сточных вод, применение электролизеров принципиально ограничено.
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство очистки и обеззараживания промышленных и промышленных и сточных вод методом электрогидравлического воздействия [Л.А.Юткин Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. - 253 с.], выполненное в виде трубы (реактора) со встроенными во втулках и проходящих сквозь ее стенки, расположенных на одной оси парами изолированных положительных и отрицательных штыревых электродов, питающихся от самостоятельного высоковольтного импульсного разрядного контура, заданные группы которых, в свою очередь, питаются от общего для них источника питания.
В данном устройстве сточные воды непрерывно подаются в реактор через патрубок. Заполняющая полость реактора сточная вода подвергается действию электрогидравлического воздействия, возникающего на разряднике, электроды которого пропущены в изоляторах внутрь реактора, и через второй патрубок удаляется уже очищенной и обеззараженной. В случае необходимости применения газов, жидкостей или порошков введение
их в зону разряда осуществляется через общий патрубок в полость внутренних трубчатых электродов.
Недостатками данного устройства являются следующие конструктивные моменты:
применение нескольких пар электродов принципиально усложняет конструкцию системы и, как следствие, электрическое управление устройством в целом;
штыревая конструкция нескольких пар электродов требует их прецизионной юстировки по оси в полости реактора, а также ограничивает эффективность контакта объема жидкости в зоне их разряда;
применение общего патрубка для введения в реактор промышленных и промышленных и сточных вод и дополнительных химических компонентов (жидких и газообразных) затрудняет их смешение особенно в проточной системе.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и управления электрогидравлическим устройством и, как следствие, увеличение эффективности и обеспечение стабильности очистки и обеззараживания промышленных и промышленных и сточных вод.
Поставленная задача решается тем, что в электрогидравлическое устройство для очистки и обеззараживания промышленных и сточных вод содержащее реактор проточного типа с вмонтированными в его корпус парой электродов для подачи высоковольтного импульсного разряда, патрубки ввода промышленных и сточных вод и слива очищенной воды, согласно решению, введены трубки для ввода и вывода избытка газа; электрическая печь нагрева ректора, регулируемая термопарой; дозатор подачи растворов; электрическая мешалка, один из электродов выполнен в виде подвижного штыря, а второй в виде пластины, расположенной горизонтально на дне реактора, с площадью соответствующей его размеру. Расстояние между электродами изменяется от 1 до 25 мм.
Электроды изготовлены из металлического вольфрама или молибдена или титана или их сплавов.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 приведена схема устройства, обеспечивающего эффективность и стабильность очистки и обеззараживания промышленных и сточных вод, на фиг.2 показано расположение электродов в реакторе, где:
1 - электродвигатель мешалки;
2 - трубка ввод газа;
3 - термопара;
4 - держатель крышки;
5, 18 - оси крепления;
6 - защитный кожух термопары;
7 - металлический корпус установки;
8 - теплоизоляция установки;
9 - электрическая печь;
10 - металлический реактор;
11, 12 - электроды установки электрогидравлического воздействия;
13 - механическая мешалка;
14 - станина;
15 - патрубок слива очищенной воды;
16 - редуктор дозатора;
17 - кронштейн;
19 - крышка металлического корпуса;
20 - система охлаждение крышки корпуса;
21 - трубка вывода отходящих газов;
22 - клапан дозатора;
23 - дозатор подачи растворов;
24 - патрубок ввода промышленных и сточных вод;
25 - сточная вода.
Устройство содержит металлический реактор 10, помещенный в металлический корпус 7 с крышкой 19, снабженной системой охлаждения 20 и закрепленной держателем 4 на оси крепления 5. Реактор 10 нагревается электрической печью 9 и защищен от металлического корпуса 7 теплоизоляцией 8.
На крышке 19 через герметичные отверстия в объем реактора 10 введены:
механическая мешалка 13 (по центру) с электродвигателем 1;
термопара 3 в защитном кожухе 6, предназначенная для регулирования температуры электрической печи 9;
патрубок 24 ввода промышленных и промышленных и сточных вод;
трубки 2 и 21 ввода и вывода газов из реактора 10;
дозатор 23 подачи раствора с клапаном 22, закрепленные с редуктором дозатора 16 на кронштейне 17 оси крепления 18;
электрод 11 с изолированным электрическим выводом, предназначенный для подключения к установке электрогидравлического воздействия.
Второй электрод 12 находится на дне реактора 10 и имеет отдельный изолированный электрический вывод, подключаемый к установке электрогидравлического воздействия.
Через отверстия в дне корпуса 7 и реактора 10 вмонтирован патрубок 15 вывода очищенной воды.
Все узлы установки крепятся на станине 14.
Как видно из фиг.2, система электродов 11 и 12 «острие (штырь) - площадка» не требует юстировки.
Устройство работает следующим образом.
В металлический реактор 10 через патрубок 24 подается сточная вода, которая вытекает из патрубка 15. При необходимости осуществляется ее нагрев электрической печью 9, регулируемой термопарой 3. Если технология очистки промышленных и промышленных и сточных вод предусматривает введение в них газовых окислителей, например, кислорода, подача его осуществляется через трубку ввода 2 с выводом избытка через трубку 21. При необходимости применения жидких окислителей (катализаторов и т.д.) используются отдельно встроенные в крышку 19 системы дозатора 23, регулируемого клапаном 22. Для лучшего смешения компонентов включается электрическая мешалка 13. После установления необходимого скоростного потока жалкости и стабилизации температурного и концентрационного состояния реактора 10 на электроды 11 и 12 подается высоковольтный импульсный разряд от установки электрогидравлического воздействия. Так как выход воды осуществляется через патрубок 15, расположенный на дне реактора 10, происходит полное смачивание ею плоского электрода (пластины) 12, находящегося непосредственно на дне реактора. В итоге происходит полное прохождение жидкости через разрядный электродный промежуток устройства, чему способствует дополнительное перемешивание воды.
В процессе обработки промышленных и промышленных и сточных вод на электроды 11 и 12 подают высоковольтный импульсный разряд напряжением 15-20 кВ, продолжительностью импульса 1-20 мск с интервалом 1-25 мск.
Электроды 11 и 12 должны обязательно находиться в жидкости. При этом глубина погружения электрода 11 не зависит от количества импульсов и величины разрядного напряжения.
Величина и стабильность поддержания электрического разряда зависит от диэлектрической проницаемости сточной (загрязненной) воды. Поэтому изменение этих параметров подбирается экспериментально за счет изменения расстояния между электродами 11 и 12. Эксперименты показали, что, как правило, это расстояние должно меняться в пределах 1-25 мм. При величине зазора между электродами менее 1 мм, наблюдается интенсивная коррозия электродов, а больше 25 мм - затухание электрического разряда. Вертикальное
перемещение электрода 11 по отношению к 12 осуществляется с помощью резьбового соединения в крышке 19 реактора 10.
Электроды 11 и 12 изготовляют из металлического вольфрама, молибдена, титана или их сплавов, что исключает их физико-химическую коррозию при действии на них электрического разряда.