УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Предложенная полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод от органических и неорганических загрязнителей методом электрокоагуляции и может быть использована в химических и нефтехимических отраслях, машиностроении, производстве строительных материалов и других отраслях.
Известны устройства для очистки сточных вод от загрязнителей методом электрокоагуляции. В устройстве (патент №2019517, бюл. №17, 15.09.94), в прямоугольном корпусе располагается в донной части графитовый анод, над которым находится засыпка из металлического материала и решетчатые катодные электроды. Сточная вода движется между лабиринтными перегородками. Недостатки данного устройства заключаются в том, что отсутствие перемешивания анодной засыпки может привести к слеживанию гранул и снижению интенсивности электрохимического процесса. Кроме того, не организован отвод флотационной пены с поверхности жидкости, и пена попадает в отводной патрубок.
Использование анодорастворимой засыпки реализовано в гальванокоагуляторах, которые представляют собой проточное вращающийся барабан (см. в кн. «Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод» В.А. Колесников, Н.В. Меныпутина, - М. Дели принт. 2005, 226 с., рис. 2.15, стр 64). В барабаны помещается смесь, образующая гальванопару. Недостатком таких устройств является отсутствие отвода флотационной пены из обработанной воды и для этого требуется дополнительный бак с системой флотоотделения.
Известен электрокоагулятор по патенту на полезную модель №58115 («Электрокоагулятор для очистки сточных вод», бюл. №31, 10.11.2006 г), который содержит цилиндрический корпус и два днища из диэлектрического материала, кольцевой электрод, являющийся анодом, заполненный анодорастворимой стружкой, перфорированные диафрагмы, катод в виде неподвижных пластин, каждая их которых находится в перфорированном диэлектрическом кожухе. Перемешивание анодной засыпки осуществляется центральным валом с лопастями, вращающимся от внешнего привода.
Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие: для осуществления электрохимического растворения необходим внешний привод для вращения центрального вала и возникают сложности с токоподводом и обеспечением безопасности, полное заполнение корпуса анодорастворимым материалом приводит к недостаточно эффективной очистке сточной воды и к совместному отводу сточной воды вместе с флотационной пеной, что вызывают необходимость дополнительного оборудования для их разделения.
Технический результат, на достижения которого направленно предлагаемое устройство - повышение эффективности очистки и снижение энергозатрат. Это достигается тем, что в цилиндрическом корпусе расположен коаксиально вращающийся вал с перемешивающим устройством в виде шнека, между спиралями, которого расположены углеграфитовые стержни, внутри корпуса имеется анодорастворимая засыпка, образующая гальваническую пару с углеграфитовыми стержнями, переднее и заднее днище имеют перфорацию, перед передним днищем вал содержит крыльчатку, помещенную в кожух, оборудованный тангенциальным патрубком, а к заднему днищу крепится отводная камера с транспортером пеноудаления и пеносборником.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется на фиг. 1 и фиг. 2.
Фиг. 1. Устройство для очистки сточных вод (поперечный разрез).
Фиг. 2. Вид А.
Здесь:
1. Корпус
2. Кожух
3. Крыльчатка
4. Узел вращения передний
5. Бункер (воронка)
6. Переднее перфорированное днище
7. Засыпка из анодорастворимого вещества
8. Вал
9. Шнек
10. Заднее перфорированное днище
11. Транспортер
12. Пеносборник
13. Патрубок отвода очищенной воды
14. Отражатель
15. Отводная камера
16. Узел вращения задний
17. Патрубок промывной
18. Углеграфитовые стержни
19. Патрубок подвода загрязненной воды
Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1, с обеих сторон оборудованные перфорированными днищами 6 (переднее) и 10 (заднее). Внутри корпуса 1 установлен вал 8 с возможностью вращения в узлах 4 (переднем) и 16 (заднем). К корпусу 1, перед передним днищем 6 крепится кожух 2, внутри которого находится крыльчатка 3, закрепленная на валу 8. Кожух 2 имеет патрубок подвода загрязненной воды 19, установленный тангенциально к кожуху 2. Внутри корпуса 1, на валу 8 находится шнек 9 между передним 6 и задним 10 днищами, а на корпусе, в зоне переднего днища имеется воронка 5 для засыпки гранул 7. Между спиралями шнека 9 расположены углеграфитовые стержни 18 в несколько рядов по диаметру, являющиеся катодом. К заднему днищу 10 крепится отводная камера 15, которая в верхней части содержит транспортер 11, пеносборник 12, патрубок отвода очищенной воды 13, перед которым имеется отражатель 14. Корпус 1 перед задним днищем 10 имеет промывной патрубок 17. Заднее днище 10 имеет перфорацию только до высоты 0,6-0,75 Д - диаметра корпуса, а верхняя часть заднего днища, примыкающая к зоне транспортера 11 образует открытый сегмент для свободного прохода пены.
Устройство работает следующим образом: через воронку 5 в полость корпуса насыпаются железные или алюминиевые стружки или гранулы, образующие с углеграфитовыми стержнями гальванопару, до уровня перфорации заднего днища 10 (0,6-0,75 Д) и через патрубок 19 начинает подаваться исходная сточная вода. Тангенциальный подвод жидкости приводит во вращение крыльчатку 3, что обеспечивает вращение вала 8 со шнеком 9. Сточная вода поступает через перфорированное днище 6 и проходит через слой засыпки 7, в котором железная или алюминиевая фракция является анодом и растворяется с образованием оксидов в виде хлопьев являющихся коагулянтом. Вращение шнека 9 способствует перемешиванию гальванокомпонентов, интенсивному выделению кислорода на аноде и водорода на катоде, что обеспечивает флотацию загрязняющих веществ и коагулянта в верхнюю часть пространства корпуса 1. Вращение шнека 9 обеспечивает движения слоя пены к заднему днищу 10 и она через открытый сегмент попадает на лопасти транспортера 11, который приводится в действие от постороннего источника (не показан) и поступает в пеносборник 12. Очищенная жидкость через перфорацию днища 10 попадает в отводную камеру 15 и сливается через патрубок отвода очищенной воды 13. Отражатель 14 перед отводным патрубком 13 препятствует попаданию в отводной патрубок некоторой части пены, попавший в отводную камеру и она поднимается наверх, в зону действия транспортера 11.
Таким образом, в предложенном устройстве одновременно действуют несколько факторов - электрохимическое растворение материала анода и образование коагулянта, сорбция загрязняющих веществ на хлопьях коагулянта, что повышает эффективность очистки и снижает энергозатраты.