УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФЛОТОМЕМБРАННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод от органических загрязнений (нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, водощелочной фоторезист, красители и др.) и может быть использована на предприятиях машиностроения авиа- и приборостроения, радиоэлектроники и электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства и производства печатных плат, лакокрасочные участки.
6
Известно устройство, содержащее корпус с размещенным в нем электролизером, анодная камера которого расположена между симметричными катодными камерами, и камерой электрофлотации [Патент РФ №2067555 С1 МПК C02F 1/46, 1/465. Способ очистки сточных вод производства печатных плат, содержащих водощелочной фоторезист типа СПФ-ВЩ, и устройство для его осуществления; заявл. 28.04.1993; опубл. 10.10.1996].
Недостатком данного устройства является низкая степень очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений, находящихся в сточной воде наряду с дисперсной фазой органических загрязнений.
Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство, содержащее корпус с размещенными в нем камерой электрофлотации и электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер и катодной камеры, расположенной внутри анодной камеры [Патент на полезную модель РФ №138577 U1 МПК C02F 1/46. Устройство для очистки сточных вод производства печатных плат, содержащих водощелочной фоторезист СПФ-ВЩ; заявл. 28.03.2013; опубл. 20.03.2014. Бюл. №8].
Недостатком данного устройства является недостаточная степень очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений, находящихся в сточной воде наряду с дисперсной фазой органических загрязнений.
Технической задачей и результатом, на решение которых направлено заявляемое устройство для электрофлотомембранной очистки сточных вод от органических загрязнений, является повышение степени очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений, находящихся в сточной воде наряду с дисперсной фазой органических загрязнений, что позволяет повысить общую степень очистки сточных вод от органических загрязнений.
Технический результат достигается тем, что устройство включает корпус, с размещенными в нем камерой электрофлотации и электролизером в виде анодной и двух боковых катодных камер и катодной камеры, расположенной внутри анодной камеры. Новым, согласно предложенной полезной модели, является то, что боковые катодные камеры электролизера снабжены патрубками для ввода осветленной сточной воды и вывода очищенной воды и трубопроводами, соединяющими их с камерой электрофлотации, при этом внутри боковых катодных камер дополнительно размещены катионообменная мембрана и платиновый анод.
Предлагаемое устройство иллюстрируется рисунком, на котором на фиг. 1 представлен вид сверху.
Устройство состоит из корпуса 1, разделенного переливной перегородкой 2 на электролизер 3 и камеру электрофлотации 4. Электролизер выполнен в виде анодной 5, двух боковых 6 катодных камер и катодной 7 камеры, расположенной внутри анодной камеры в передней ее части. Анодная камера отделена от катодных - катионообменными мембранами 8.
Анодная камера 5 снабжена патрубками 9 для ввода сточной воды.
Внутри боковых катодных камер электролизера расположены катионообменные мембраны 10, образующие анодные секции 11.
Боковые катодные камеры снабжены патрубки для ввода 15 и вывода 16 щелочной воды (католита), патрубками для ввода осветленной сточной воды 13 и вывода очищенной воды 12 и трубопроводами 14, соединяющие их с камерой электрофлотации 4.
В анодной камере 5 и анодных секциях 11 боковых катодных камерах установлены вертикальные нерастворимые платиновые аноды 17, а в катодных камерах - вертикальные нерастворимые катоды 18.
В камере электрофлотации размещены в виде гребенки горизонтальные нерастворимые электроды 19 (катоды и аноды) и имеются патрубки 20 для вывода осветленной сточной воды. С противоположного от электролизера торца камеры электрофлотации находится сборник пены 21.
В верхней части, расположенной выше уровня воды, размещен пеносборный механизм 22, приводимый в движение электродвигателем 23.
2
2
+
Устройство работает следующим образом. Сточная вода, содержащая растворенную и дисперсную фазу органический загрязнений (например, нефтепродукты), поступает через патрубки 9 в анодную камеру 5 электролизера, в которой под действием токовой нагрузки на нерастворимых анодах 17 протекает электрохимическая анодная реакция разряда молекул воды с образованием газообразного кислорода и ионов водорода (2НO→О+4Н), вследствие чего происходит элкектрохимическая коррекция рН сточных вод до оптимальных значений рН (3-4), соответствующих изоэлектрическому состоянию капель эмульсий, и вблизи которых наиболее эффективно протекают процессы электрофлотации дисперсной фазы эмульсий нефтепродуктов пузырьками кислорода. Кроме того, растворенные органические соединения нефтепродуктов подвергаются электрохимическому окислению на платиновых анодах 17.
-
Одновременно в боковых катодных камерах и катодной камере, расположенной внутри анодной камеры, при разряде молекул воды на поверхности нерастворимых катодов 18 происходит выделение газообразного водорода и подщелачивание воды за счет образования гидроксил-ионов OH.
-
+
Разделение продуктов анодной и катодной реакции катионообменными мембранами 8 и 10 подавляет транспорт ионов OH и H в объеме обрабатываемой воды и их химическое взаимодействие с образованием молекул воды.
Далее, сточная вода, содержащая растворенную и дисперсную фазу эмульсий нефтепродуктов, переливается через перегородку 2 и поступает в камеру электрофлотации 4, в которой под действием газовых пузырьков (водорода и кислорода), образующихся на нерастворимых электродах 19 (анодах и катодах) при электролизе воды, происходит процесс осветления, т.е. извлечение дисперсной фазы эмульсий нефтепродуктов.
Всплывшая в процессе электрофлотации на поверхность воды дисперсная фаза эмульсий нефтепродуктов формируется в пену, которая удаляется пеносборным устройством 22 в сборник пены 21 и далее выводится из устройства.
Для дальнейшей очистки воды от растворенных органических соединений нефтепродуктов осветленная сточная вода из камеры электрофлотации 4 через патрубки 20 поступает по трубопроводам 14 через патрубки 13 в анодные секции 11 боковых катодных камер электролизера, в которых растворенные органические соединения, подвергаются электрохимическому окислению на платиновых анодах 17.
Очищенная вода выводится из устройства через патрубки 12.
Как показали результаты экспериментальных исследований, электрохимическое окисление растворенных органических соединений позволяет повысить общую степень очистки сточной воды с 90-93% до 98,5-99,8%.
Повышение общей степени очистки сточной воды обеспечивается тем, что осветленная вода, после извлечения дисперсной фазы органических загрязнений, подвергается дополнительной обработке с использованием платиновых анодов, на которых протекают реакции электрохимического окисления, способствующие разрушению органических соединений.
Технический результат при решении поставленной задачи достигается за счет того, что боковые катодные камеры электролизера снабжены патрубками для вывода очищенной воды и ввода осветленной сточной воды и трубопроводами, соединяющими их с камерой электрофлотации, при этом внутри боковых катодных камер дополнительно размещены катионообменная мембрана и платиновый анод.
Предлагаемая полезная модель устройства позволяет повысить общую степень очистки сточной воды за счет удаления, наряду с дисперсной фазой органических загрязнений и растворенных органических загрязнений.