ЭЛЕКТРОФЛОТАТОР

Полезная модель относится к очистке сточных вод путем электрофлотации и может быть использована для очистки промышленных сточных вод на предприятиях горнорудной, химической, машиностроительной промышленности.
Известны устройства для очистки сточных вод путем электрофлотации, например, электрофлотаторы с сетчатыми электродами (А.С.Тимонин. «Инженерно-экологический справочник». Т.2. Изд. Н.Бочкаревой, Калуга, 2003, 884 с., рис.3.10, 3.11, стр.730-731) - [1], в которых процесс флотации осуществляется газами, выделяющимися на горизонтальных электродах за счет электролиза, определяющим из которых является водород. Недостатком таких конструкций является осаждение твердых частиц на электродах, ухудшающее процесс электролиза, образования взрывоопасных воздухо-водородных смесей и отсутствие регулирования процесса электролиза в зависимости от режима очистки.
Известен электрофлотатор (Авторское свидетельство №1756280, C02F 1/46, бюл. №31 от 23.08.92) - [2], принятый за прототип. Он содержит корпус с патрубками подвода сточной воды, лотком для приема шлама и с размещенными в его нижней части горизонтальными сетчатыми электродами, на которых осуществляется регулирование рабочего тока через датчик параметра электрофлотатора, в котором в качестве параметра выбран уровень жидкости в баке.
Недостатки прототипа следующие:
- шлам осаждается на электродах, что ухудшает процесс электролиза;
- остается слой осадка ниже уровня электродов;
- в пространстве над баком образуется взрывоопасная воздухо-водородная смесь;
- регулирование газовыделения на электродах в зависимости от уровня жидкости в баке не повышает качество очистки, а может только существенно ухудшать процесс флотации, т.к. концентрация загрязняющих веществ не зависит от уровня жидкости в баке, а определяется технологическим процессом, поэтому количество газа, необходимого для флотации, должно определятся только исходной концентрацией. Если, например, уровень жидкости в баке уменьшится наполовину при одной и той же исходной концентрации загрязнителя, то интенсивность газовыделения в зависимости от положения поплавка уменьшится в два раз, вследствие чего, ухудшится и качество очистки.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности процесса очистки: повышение качества очистки за счет регулирования процесса флотации в зависимости от исходной концентрации загрязнителя и исключения осаждения твердых частиц на дно корпуса электрофлотатора и электроды, обеспечение взрывобезопасности.
Технический результат достигается тем, что в электрофлотаторе, содержащем корпус с патрубками подвода сточной воды, отвода очищенной воды и лотком для приема шлама, с размещенными в его нижней части горизонтальными сетчатыми электродами, датчик параметра электрофлотатора, новым является то, что он дополнительно содержит барботажную перегородку, расположенную ниже горизонтальных сетчатых электродов, образуя барботажную камеру, блок регулирования и блок управления, первый выход которого подключен к блоку регулирования, второй выход - к источнику питания горизонтальных сетчатых электродов, а вход - к датчику параметра электрофлотатора, являющемуся датчиком концентрации загрязнителя, и емкость с ингибитором, соединенную через блок регулирования с образованной барботажной камерой.
В корпусе перед патрубком подвода сточной воды имеется отражатель по всей ширине бака.
На корпусе расположено щелевое сопло для сдувания пены в лоток для приема шлама, соединенное через блок регулирования с емкостью с ингибитором.
Сущность заявленной полезной модели поясняется на Фиг.1-Фиг.2,
где:
Фиг.1 - заявляемый электрофлотатор;
Фиг.2 - сечение А-А.
Здесь: 1 - патрубок отвода очищенной воды; 2 - лоток для приема шлама (пены); 3 - корпус; 4 - горизонтальный сетчатый анод; 5 - горизонтальный сетчатый катод; 6 - отражатель; 7 - щелевое сопло; 8 - патрубок подвода сточной воды; 9 - источник питания; 10 - датчик концентрации загрязнителя; 11 - емкость (бак) с ингибитором; 12 - блок регулирования; 13 - блок управления; 14 - барботажная перегородка; 15 - штуцер для подвода ингибитора.
В корпусе 3 имеется патрубок подвода сточной воды 8 и патрубок отвода очищенной воды 1, в корпусе перед патрубком подвода сточной воды 8 расположен отражатель 6 по всей ширине бака, выполненный наклонным. Боковые стенки корпуса 3 выполнены наклонными, в его нижней части находятся горизонтальные электроды 4 и 5, представляющие собой сетчатый анод 4 и катод 5, соединенные с источником питания 9. Под электродами 4 и 5 установлена горизонтальная барботажная перегородка 14, образуя барботажную камеру. Перегородка 14 может быть выполнена в виде дырчатого листа или пористой керамической пластины. Во входном патрубке 8 установлен датчик контроля загрязнителя 10, электрически соединенный с блоком управления 13, который связан электрически с источником питания 9 электродов 4, 5 и с блоком регулирования 12. Блок регулирования 12 осуществляет дозированную подачу ингибитора из емкости 11 в барботажную камеру через штуцер подвода ингибитора 15 и в щелевое сопло 7.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Загрязненная сточная вода поступает через патрубок подвода 8 в корпус электрофлотатора 3. Одновременно от датчика контроля концентрации загрязнителя 10 подается сигнал в блок управления 13, который предварительно тарирован в зависимости
i
I=f(C), где:
I - рабочий ток на электродах;
i
С - текущая концентрация загрязнителя.
В зависимости от настройки блока управления 13 подается сигнал в блок питания 9, и на электроды 4, 5 подается рабочее напряжение, вследствие чего начинается газовыделение на электродах. Одновременно, от блока управления 13 подается сигнал на блок регулирования 12, который начинает подачу ингибитора из бака 11 в барботажную камеру (под барботажную перегородку) и в щелевое сопло 7. Из барботажной камеры через отверстия в перегородке 14 начинают выделяться мельчайшие пузырьки ингибитора, которые через сетчатые электроды 4 и 5 под действием выталкивающей силы Архимеда поднимаются вверх. При прохождении через сетчатые электроды эти пузырьки ингибитора препятствуют осаждению на них шлама. При подъеме пузырьки смешиваются с газовыми пузырьками, выделяющимися при электролизе газов, и ингибируют их. Пузырьки ингибированного газа осуществляют флотационный гидротранспорт шлама в верхнюю часть корпуса в виде пенного продукта. Наклонные стенки корпуса 3 и наклонный отражатель 6 образуют суживающееся пространство для поднимающихся газовых пузырьков, что способствует возрастанию концентрации их в единице объема, и вероятность контакта пузырьков с частицами загрязнителя возрастает. Поднятая на поверхность жидкости пена сдувается струей ингибитора, истекающей из щелевого сопла 7 в лоток сбора пены 2. При этом происходит дополнительное ингибирование непрореагировавшей части электродных газов.
При изменении концентрации взвешенных частиц в сточной воде поступает сигнал от датчика 10 в блок управления 13 и в соответствии с тарировочной характеристикой уменьшается (увеличивается) подача ингибитора от блока регулирования 12 на барботаж и щелевое сопло.
Таким образом, предложенная полезная модель обеспечивает повышение эффективности процесса очистки: повышение качества очистки за счет регулирования процесса флотации в зависимости от исходной концентрации загрязнителя и исключения осаждения твердых частиц на дно корпуса электрофлотатора и электроды, обеспечение взрывобезопасности.