ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР
ELECTROCOAGULATOR

Изобретение относится к области электрохимической технологии обработки воды и может быть использовано при очистке сточных вод в различных отраслях промышленности, например медицинской, фармацевтической, химической, пищевой, а также предприятий аграрно-промышленного комплекса.
Известен электрокоагулятор для очистки сточных вод гидролизно-дрожжевого производства, содержащий корпус с размещенными в нем металлическими электродами, электроды соединены в блоки при помощи контактных пластин (SU 1011547 A, МПК C02F, опубл. 15.04.1983).
Недостатком электрокоагулятора является то, что в связи с отсутствием в нем механизированных средств очистки электродов возникает необходимость прерывания работы электрокоагулятора для проведения мероприятий по очистке межэлектродного пространства от нерастворимых продуктов электролиза.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является электрокоагулятор в виде электродного блока, содержащий прямоугольный корпус с нижним днищем, боковыми стенками, изолирующими обкладками, верхним фланцем и съемной крышкой, плоскопараллельные однополярные электроды, разделенные сплошными изолирующими прокладками от электродов обратной полярности, положительный и отрицательный токоподводы ко всем электродам, штуцера ввода и вывода (RU 2175644 С2, МПК C02F 1/463, опубл. 10.11.2001 г.).
Недостатком электрокоагулятора является сложность конструкции, трудоемкость в обслуживании и эксплуатации в связи с частым засорением межэлектродного пространства и отсутствием средств очистки.
Задачей изобретения является снижение трудоемкости работы и эксплуатационных затрат за счет дополнительного устройства для очистки межэлектродного пространства.
Технический результат достигается за счет того, что электрокоагулятор содержит корпус, внутри которого закреплены плоскопараллельные электроды, собранные в кассету, положительный и отрицательный токоподводы, трубопроводы, штуцера ввода и вывода жидкости, но в отличие от прототипа над кассетой и под ней жестко закреплены верхняя и нижняя насадки, электрокоагулятор дополнительно содержит устройство для очистки межэлектродного пространства, которое включает сепаратор с эжектором и центробежный насос, причем сепаратор верхним патрубком соединен через трубопровод со всасывающим патрубком насоса, нижним патрубком - с верхней насадкой, горловина сепаратора соединена со всасывающим патрубком эжектора, сопло эжектора соединено с нагнетательным патрубком насоса, а диффузор эжектора - с нижней насадкой.
Известно, что осаждение взвешенных в жидкости частиц механических загрязнений под действием электростатического поля, создаваемого положительно и отрицательно заряженными электродами, основано на взаимодействии между электродами и частицами, заряд которых обусловлен электризацией потока жидкости. При движении в жидкости на частицу действуют силы гидравлического сопротивления. При этом частица осаждается на электроде, если кулоновская сила больше этих сил. Отложения на электродах вызывают необходимость очистки межэлектродного пространства, например, механическим путем с помощью скребков, щеток, заведенных в межэлектродные зазоры или другими способами (Коваленко В.П., Ильинский А.А. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений. - М.: Химия. - 1982  - 272 с.).
На чертеже приведено схематичное изображение предлагаемого электрокоагулятора.
Электрокоагулятор содержит (см. чертеж) корпус 1, кассету из плоскопараллельных электродов 2, положительный и отрицательный токоподводы 3, штуцера ввода 4 и вывода 5 жидкости, внутри корпуса над кассетой и под ней жестко закреплены верхняя 6 и нижняя 7 насадки. Электрокоагулятор снабжен устройством для очистки межэлектродного пространства, включающем сепаратор 8 с эжектором 9 и центробежный насос 10, причем сепаратор верхним патрубком 11 соединен через трубопровод 12 с всасывающим патрубком 13 насоса, нагнетательный патрубок 14 насоса соединен с соплом 15 эжектора, всасывающий патрубок 16 эжектора соединен с горловиной 17 сепаратора, диффузор 18 эжектора через трубопровод 19 соединен с нижней насадкой, а верхняя насадка соединена через трубопровод 20 с нижним патрубком 21 сепаратора.
Электрокоагулятор работает следующим образом.
Исходная жидкость через штуцер ввода 4 поступает в корпус и проходит сверху вниз между плоскопараллельными электродами, собранными в кассету 2. Включается электрическая цепь (не показана), и постоянный ток через положительный и отрицательный токоподводы 3 поступает на плоскопараллельные электроды. Происходит очистка жидкости, которая через штуцер вывода 5 выводится из корпуса. При этом одновременно с очисткой жидкости происходит загрязнение межэлектродного пространства частицами механических загрязнений.
Для очистки межэлектродного пространства штуцера 4 и 5 перекрываются, открываются вентили на трубопроводах 19 и 20 и пульпа из кварцевого песка направляется в межэлектродное пространство.
Перед очисткой межэлектродного пространства электрокоагулятора производится засыпка кварцевого песка крупностью 2-5 мм в количестве, составляющем 25% от объема сепаратора 8. Оставшийся объем сепаратора заполняется водой. При включении электродвигателя приводится в действие центробежный насос 10, образуется песчаная пульпа. Жидкость из сепаратора всасывается всасывающим патрубком 13 насоса и через нагнетательный патрубок 14 поступает в сопло 15 эжектора. На всасывающий патрубок 16 эжектора через горловину 17 из сепаратора поступает песок, который засасывается водным потоком из сопла в диффузор 18 эжектора. Пульпа через трубопровод 19 со скоростью 7-8 м/с направляется в нижнюю насадку 7, а затем в кассету плоскопараллельных электродов, интенсивно очищая их поверхность. Далее пульпа с механическими загрязнениями поступает в верхнюю насадку 6, а затем через трубопровод 20 в нижний патрубок 21 сепаратора. Процесс очистки межэлектродного пространства циклический.
В сепараторе происходит разделение песка и воды: песок в виде пульпы подсасывается эжектором, а вода, освобожденная от песка, засасывается насосом. После выключения электродвигателя насос останавливается, песок в сепараторе осаждается на его дно, а вода поднимется над ним.
Чистка межэлектродного пространства производится через каждые 8 часов работы электрокоагулятора и продолжается 20-30 минут.
Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить трудоемкость и эксплуатационные расходы обслуживания электрокоагулятора.
Расход электроэнергии при силе тока 15 А и напряжении 10 В равен 0,15 кВт на 1 куб. м воды. Без очистки срок службы кассеты 2 плоскопараллельных электродов около 2 месяцев. При очистке кассеты плоскопараллельных электродов с помощью заявляемого устройств 2-3 раза в сутки их срок службы составляет 5-8 месяцев.