СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

1. Способ электрохимической обработки и отделения тяжелых металлов от промышленных сточных вод и питьевой воды, включающий:
(a) фазу подготовки загрязненной среды посредством осаждения;
(b) реакционную фазу в первой реакторной емкости, где загрязненную среду обрабатывают реакторными электродами, изготовленными из закрепленных пластин из нержавеющей стали, через которые пропускают постоянный ток с проведением электрокоагуляции, электроокисления, электрофлотации и дезинфекции среды посредством циркуляции озона и облучения УФ с циркуляцией и электромагнитной и ультразвуковой обработкой;
(c) реакционную фазу во второй реакторной емкости, где загрязненную среду обрабатывают реакторными электродами из закрепленных стальных пластин, через которые пропускают постоянный ток
с последующим пропусканием через дополнительный набор реакторных электродов из закрепленных алюминиевых пластин с проведением электрокоагуляции, электроокисления, электрофлотации и дезинфекции среды посредством циркуляции озона и облучения УФ с циркуляцией и электромагнитной и ультразвуковой обработкой;
(d) фазу коагуляции и флокуляции, после того, как условия их осуществления были достигнуты на предыдущей фазе;
(e) фазу отделения посредством осаждения;
(f) дополнительную фазу окисления с одновременным озонированием и обработкой ультрафиолетовым излучением;
(g) фазу фильтрации через песочный фильтр и фильтр из активированного угля.
2. Способ по п. 1, согласно которому средняя концентрация тяжелых металлов составляет от 0,1 г/л до 100 г/л.
3. Способ по п. 1, согласно которому средняя концентрация органических загрязнений составляет от 0,1 г/л до 120 г/л.
4. Способ по п. 1, согласно которому неорганические загрязнения в загрязненной среде включают хром (VI) и мышьяк (III, V).
5. Устройство для электрохимической обработки и отделения тяжелых металлов от промышленных сточных вод и питьевой воды, содержащее:
(a) водяной насос (2) для закачивания сточной воды в резервуар подготовки воды;
(b) резервуар (3) подготовки воды для предварительного осаждения более крупных загрязнений из сточной воды, оснащенного регулятором (4) уровня, циркуляционным водяным насосом (7), выходным электромагнитным клапаном (8) для закачивания в первую реакторную емкость (9) и электромагнитным клапаном (6) для выгрузки собранного осадка;
(c) первую реакторную емкость (9) для предварительной обработки сточной воды, оснащенную регулятором (10) уровня, набором реакционных электродов R1 из нержавеющей стали (17), всасывающим вентилятором (18) для закачивания воздуха в реакторную емкость, вытяжным вентилятором (19) для выпуска образованных газов из реакторной емкости, термопарой (20), рециркуляционным водяным насосом (21) для перемешивания среды, электромагнитом (22), ультразвуковым блоком (23), рассеивающей душевой установкой (24), электромагнитным клапаном (14) для введения озона через перфорированную пластиковую трубу (15) в нижней части реакторной емкости, УФ лампой (16), электромагнитным клапаном (31) и душевой установкой (22) для промывания реакторной емкости чистой водой, циркуляционным водяным насосом (25) и электромагнитным клапаном (26) для закачивания среды во вторую реакторную емкость (28);
(d) вторую реакторную емкость (28) для обработки сточной воды, оснащенную регулятором (34) уровня, набором реакторных электродов R2 из стали (45), набором реакторных электродов R3 из алюминия (46), всасывающим вентилятором (38) для нагнетания воздуха в реакторную емкость, вытяжным вентилятором (39) для выпуска образованных газов из реакторной емкости, термопарой (40), рециркуляционным водяным насосом (41) для перемешивания среды, электромагнитом (42), ультразвуковым набором (43), рассеивающей душевой установкой (44), электромагнитным клапаном (35) для введения озона через перфорированную трубу (36) в нижней части реакторной емкости, УФ лампой (37), электромагнитным клапаном (53) и душевой установкой (54) для промывания реакторной емкости чистой водой и циркуляционным водяным насосом (47) для выгрузки воды в отделительный резервуар (50) или (52);
(e) генератор (12) озона, озонный насос (11) для закачивания озона в нижнюю часть реакторной емкости (9 и 28), который обеспечивает разрушение органических веществ и патогенных организмов посредством озонолиза, дезинфекцию и перемешивание воды в обеих реакторных емкостях (9 и 28);
(f) отделительный резервуар (50) для отделения шлама от очищенной воды посредством осаждения, оснащенного регулятором (62) уровня, электромагнитным клапаном (49) для введения среды в отделительный резервуар, электромагнитным клапаном (65) для выпуска чистой воды в душевую установку (66) для промывания отделительного резервуара, водяным насосом (55) и электромагнитным клапаном (56) для выгрузки обработанной воды, и электромагнитным клапаном (63) для выгрузки собранного осадка; отделительный резервуар (50) заполнен из реакторной емкости (28) посредством водяного насоса (47) и электромагнитного клапана (49);
(g) отделительный резервуар (52) для отделения осадка от очищенной воды посредством осаждения, оснащенного регулятором (69) уровня, электромагнитным клапаном (51) для введения среды в отделительный резервуар, электромагнитным клапаном (71) для выпуска чистой воды в душевую установку (72) для промывания отделительного резервуара, водяным насосом (68) и электромагнитным клапаном (67) для выгрузки обработанной воды, и электромагнитным клапаном (70) для выгрузки собранного осадка; отделительный резервуар (52) заполнен из реакторной емкости (28) посредством водяного насоса (47) и электромагнитного клапана (51);
(h) кондиционирующую емкость (61), оснащенную регулятором (76) уровня, электромагнитным клапаном (60) для введения среды в емкость, всасывающий вентилятор (80) для всасывания образованных газов из емкости, электромагнитным клапаном (77) для введения озона через перфорированную трубу (78) в нижней части емкости, УФ лампой (79), водяным насосом (81) и электромагнитным клапаном (82) для выгрузки обработанной воды; кондиционирующая емкость (61) заполнена из отделительного резервуара (50) посредством водяного насоса (55) и электромагнитных клапанов (56 и 60) или из отделительного резервуара (52) посредством водяного насоса (68) и электромагнитных клапанов (67 и 60);
(i) фильтрующую емкость (59) для фильтрации очищенной воды, состоящей из песочного фильтра (73) и фильтров (74) на основе активированного угля; фильтрующая емкость (59) заполнена из отделительного резервуара (50)
посредством водяного насоса (55) и электромагнитных клапанов (56 и 58) или из отделительного резервуара (52) посредством водяного насоса (68) и электромагнитных клапанов (67 и 58);
(j) водосливный резервуар (30) для приема чистой воды, оснащенный погружным водяным насосом (29) для подачи чистой воды для промывания резервуаров посредством душевых установок (33), (54), (66) и (72) и выходным клапаном (75) для отбора образцов обработанной воды; водосливный резервуар (30) заполнен непосредственно из фильтрующей емкости (59) или из кондиционирующей емкости (61) посредством водяного насоса (81) и электромагнитного клапана (82);
(k) систему питания и управления, состоящую из солнечной панели (84), регулятора (85) заряда, батареи (86), частотного преобразователя (87) постоянного тока в переменный ток и программируемого логического контроллера PLC (83).
6. Устройство по п. 5, в котором постоянный ток подан на все реакторные пластины поочередно, с одной пластины на другую.
7. Устройство по п. 5, в котором в реакторной емкости постоянный ток на одной фазе обработке подан только на набор реакторных электродов из нержавеющей стали.
8. Устройство по п. 5, в котором в реакторной емкости постоянный ток на одной фазе обработке подан только на стальной набор реакторных электродов.
9. Устройство по п. 5, в котором в реакторной емкости постоянный ток на одной фазе обработки подан только на алюминиевый набор реакторных электродов.
10. Устройство по п. 5, в котором в реакторной емкости постоянный ток на одной фазе обработки подан параллельно на стальной и алюминиевый наборы реакторных электродов.
11. Устройство по п. 5, в котором постоянный ток, проходящий через набор реакторных электродов, является импульсно-модулированным.
12. Устройство по п. 11, в котором интервал между импульсами отличается от продолжительности импульса.
13. Устройство по п. 12, в котором продолжительность импульса выбрана из диапазона от 5 Гц до 50 кГц.
14. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность фазы предварительного осаждения в резервуаре (3) подготовки воды составляет от 10 до 60 минут.
15. Способ по п. 1, согласно которому перемешивание в реакторной емкости (9) и (28) осуществляют посредством циркуляции озона.
16. Способ по п. 1 или 15, согласно которому дезинфекцию сточной воды в реакторной емкости (9) и (28) осуществляют посредством циркуляции озона со скоростью потока от 1 до 10 л/мин.
17. Способ по п. 1, согласно которому дезинфекцию сточной воды в реакторной емкости (9) и (28) осуществляют с помощью УФ лампы (16), (37) и (79) мощностью 9 кВт в течение от 1 до 20 минут.
18. Способ по п. 1, согласно которому перемешивание в реакторной емкости (9) и (28) может быть осуществлено посредством циркуляции сжатого воздуха.
19. Способ по п. 1, согласно которому перемешивание в реакторной емкости (9) и (28) может быть осуществлено посредством циркуляции кислорода.
20. Способ по п. 1, согласно которому окисление сточной воды в кондиционирующей емкости (61) осуществляют посредством циркуляции озона со скоростью потока от 1 до 10 л/мин.
21. Способ по п. 1, согласно которому окисление сточной воды в кондиционирующей емкости (61) осуществляют с помощью УФ лампы (79) мощностью 9 кВт в течение от 1 до 20 минут.
22. Устройство по п. 5, в котором УФ лампы (16), (37) и (79) находятся в непосредственном контакте с рабочей средой, т.е. погружены в сточную воду.
2
23. Устройство по п. 5, в котором набор (17) реакторных электродов R1 из нержавеющей стали имеет активную площадь поверхности от 0,1 до 5 м.
2
24. Устройство по п. 5, в котором набор (45) реакторных электродов R2 из стали имеет активную площадь поверхности от 0,1 до 5 м.
2
25. Устройство по п. 5, в котором набор (46) реакторных электродов R3 из алюминия имеет активную площадь поверхности от 0,1 до 5 м.
26. Устройство по п. 5, в котором расстояние между реакторными электродами на наборе R1 (17) из нержавеющей стали составляет от 5 до 20 мм.
27. Устройство по п. 5, в котором расстояние между реакторными электродами на наборе R2 (45) из стали составляет от 5 до 20 мм.
28. Устройство по п. 5, в котором расстояние между реакторными электродами на наборе R3 (46) из алюминия составляет от 5 до 20 мм.
29. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность электрохимической фазы обработки воды в реакционной емкости (9) с набором (17) реакторных электродов R1 из нержавеющей стали составляет от 5 до 180 минут.
30. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность электрохимической фазы обработки воды в реакционной емкости (28) со стальным набором (45) реакторных электродов R2 составляет от 5 до 180 минут.
31. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность электрохимической фазы обработки воды в реакционной емкости (28) с алюминиевым набором (46) реакторных электродов R2 составляет от 5 до 180 минут.
32. Способ по п. 1, согласно которому электрохимическую фазу обработки воды в реакционной емкости (9) с набором (17) реакторных электродов R1 из нержавеющей стали проводят при подаче напряжения от 2 до 24 В.
33. Способ по п. 1, согласно которому электрохимическую фазу обработки воды в реакционной емкости (9) с набором (17) реакторных электродов R1 из нержавеющей стали проводят при подаче электрической энергии от 10 до 200 А.
34. Способ по п. 1, согласно которому электрохимическую фазу обработки воды в реакционной емкости (28) со стальным набором (45) реакторных электродов R2 проводят при подаче напряжения от 2 до 24 В.
35. Способ по п. 1, согласно которому электрохимическую фазу обработки воды в реакционной емкости (28) со стальным набором (45) реакторных электродов R2 проводят при подаче электрической энергии от 10 до 200 А.
36. Способ по п. 1, согласно которому электрохимическую фазу обработки воды в реакционной емкости (28) с алюминиевым набором (46) реакторных электродов R3 проводят при подаче напряжения от 2 до 24 В.
37. Способ по п. 1, согласно которому электрохимическую фазу обработки воды в реакционной емкости (28) с алюминиевым набором (46) реакторных электродов R3 проводят при подаче электрической энергии от 10 до 200 А.
38. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность фазы флокуляции и коагуляции в реакционной емкости (9) составляет от 15 до 60 минут.
39. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность фазы флокуляции и коагуляции в реакционной емкости (28) составляет от 15 до 60 минут.
40. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность фазы осаждения в отделительном резервуаре (50) составляет от 30 до 180 минут.
41. Способ по п. 1, согласно которому продолжительность фазы осаждения в отделительном резервуаре (52) составляет от 30 до 180 минут.
42. Устройство по п. 5, согласно которому вода из отделительных резервуаров (50) и (52) выгружена непосредственно в водосливной резервуар (30, без использования фильтрующей емкости (59) и кондиционирующей емкости (61).
43. Устройство по п. 5, в котором вода из отделительных резервуарах (50) и (52) выгружена непосредственно внешнему приемнику.
44. Устройство по п. 5, в котором перфорированные трубы (15), (36) и (78) изготовлены из невосстанавливаемого термостойкого пластика.
45. Устройство по п. 5, в котором отверстия в перфорированных трубах (15), (36) и (78) имеют диаметр от 0,1 до 0,5 мм.
46. Устройство по п. 5, в котором обработку сточной воды в реакционной емкости (9) и (28) осуществляют в электромагнитном поле мощностью от 4000 до 10000 Гаусс, созданном электромагнитом (22) и (42), в течение от 5 до 180 минут.
47. Устройство по п. 5, в котором обработка сточной воды в реакционной емкости (9) и (28) осуществлена ультразвуковой обработкой с помощью ультразвукового набора (23) и (43), создающей ультразвуковую волну с частотой от 40 до 50 кГц, в течение от 1 до 20 минут.