ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к электродам для устройств очистки и кондиционирования природных и сточных вод, может быть использована в системах водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, а также в сооружениях очистки промышленных сточных вод.
Известны перфорированные электроды, образующие электрохимические источники тока, используемые в электрохимических фильтрах, представляющих собой классические зернистые фильтры для умягчения природных вод. В качестве электрода, имеющего положительный потенциал, использован графитовый электрод /Патент на изобретение №2369565. МПК C02F 5/00, C02F 1/46. Опубл. 10.10.2009. Бюл.28/.
Недостатком является сложность образования электроконтактов, высокая стоимость графита.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является анод для электролизера, включающий углеграфитовые блоки с отверстиями с образованием электроконтактных пробок в них и отверстиями для отвода воздуха /Патент на полезную модель 86189. МПК С25С 7/02. Опуб. 27.08.2009. Бюл.24/.
Недостатком является сложность образования электроконтактов, высокая стоимость графита.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции электрода, замена графита на более дешевый электродный материал.
Поставленная задача решается тем, что электрод электрохимического фильтра, включающий углеродосодержащие блоки с образованием электроконтактов в них, согласно полезной модели выполнен в форме диска, внутри которого расположены от центра по радиусу электроконтакты из медной проволоки с угловым расстоянием от 5 до 90°, причем периферийные точки радиальных электроконтактов соединены круглым электроконтактом из медной проволоки, имеющей внешний токоподвод, а пространство между радиальными электроконтактами содержит сквозные отверстия для прохождения воды, при этом электрод изготовлен из анодной массы, состоящей из нефтяного пека и нефтяного кокса.
Электрод может быть выполнен из углеродосодержащего материала в форме плоского правильного восьмиугольника, образованного пластинами, вершины восьмиугольника соединены с центром электрода такими же пластинами, причем внутри пластин расположены электроконтакты из медной проволоки, один из которых соединен с внешним токоподводом, при этом электрод изготовлен из анодной массы, состоящей из нефтяного пека и нефтяного кокса. Углеродосодержащая анодная масса состоит из 30-40% масс. нефтяного пека, остальное - нефтяной кокс.
На фигуре 1 представлен эскиз электрода в виде диска, на фигуре 2 - эскиз электрода в виде восьмиугольника.
Электрод (фиг.1) представляет собой углеродосодержащий диск 1 из анодной массы, внутри которого расположены от центра по радиусу электроконтакты из медной проволоки 2. Угловое расстояние между радиальными электроконтактами может быть в интервале от 5 до 90°. Периферийные точки радиальных электроконтактов соединены круглым электроконтактом 3 из такого же материала. К электроконтакту 3 подсоединен внешний токоподвод 4, с помощью которого электрод соединяется с внешней электрической цепью. Пространство между электроконтактами 2, заполненное анодной массой, содержит сквозные отверстия 5 для прохождения воды.
Электрод (фиг.2) представляет собой углеродосодержащий диск 6 из анодной массы, выполненный в форме правильного восьмиугольника, образованного пластинами 7. Вершины восьмиугольника соединены с центром электрода такими же пластинами 8, расположенными радиально. Внутри пластин 7 и 8 находятся электроконтакты из медной проволоки. Одна из вершин соединена с внешним токоподводом 9.
Принцип действия электрода заключается в следующем. В теле фильтра, загруженного фильтрующим зернистым материалом, размещены электродные пары из электроотрицательного (магний) и электроположительного (анодная масса) материала, образующие в теле фильтра химические источники тока. Действие этих источников тока заключается в растворении магния с образованием коагулянта, а также в образовании электрического поля, поляризующего зерна загрузки, что сказывается на эффекте очистки воды.
Изготовление углеграфитовых электродов по прототипу ведется механической обработкой графитовых пластин, что удорожает электроды. Изготовление заявляемых электродов не представляет труда, так как анодная масса при температуре 180-300°С становится текучей, анодную массу заливают в форму. Предложенные варианты организации электроконтактов уменьшают сопротивление электродов, создают возможность надежного подсоединения электродов к внешней электрической цепи, удешевляют электроды.
Пример. Определяли электродвижущую силу (ЭДС) различных электродных пар в растворе NaCl с концентрацией 2 г/л. Результаты приведены в таблице.
Таблица
Электродная пара
Графит-алюминий (прототип)
Графит-магний (прототип)
Анодная масса-магний
Анодная масса с медными электроконтактами-магний
ЭДС, В
0,46
1,40
1,52
1,62
Из приведенных данных следует, что электрод, выполненный по прототипу, целесообразно использовать в паре с магнием, так как ЭДС равна 1,40 В, что выше, чем в паре с алюминием. Замена графита на углеродосодержащую анодную массу в паре с магнием увеличило ЭДС до 1,52 В, использование электроконтактов из меди не только обеспечило надежный токоподвод для присоединения электродов к внешней цепи, но и увеличило ЭДС до 1,62 В.