УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ
DEVICE FOR PURIFYING LIQUID

Устройство относится к устройствам для очистки сточных вод и может найти применение в химической, нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также в коммунальных службах при очистке бытовых стоков.
Известен электрокоагулятор для очистки жидкости, в котором используются засыпные электроды, измельченные в виде стружки (Грановский М.Н. Электрообработка жидкости. - Л.: Машиностроение, 1976, с.36-37).
К причине, препятствующей достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за малой скорости образования коагулянта и низкой скорости его циркуляции.
Известна конструкция электрокоагулятора, состоящего из корпуса с двумя камерами, в одной из которых находится металлическая стружка, а вторая предназначена для подачи обрабатываемой жидкости, при этом камеры разделены вертикальной диафрагмой (Яковлев С.В., Краснобородько И.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды. - Л.: Стройиздат, 1987, с.128).
К причине, препятствующей достижению заданного технического результата, относится низкая производительность, связанная с большими затратами времени на образование коагулянта при электролизе и его медленной циркуляцией.
Известен электрокоагулятор, включающий корпус из диэлектрического материала, горизонтальный перфорированный анодный токопровод с размещенным на нем засыпным анодом, сетку из диэлектрика и катод, размещенный на сетке из диэлектрика, при этом катод выполнен сетчатым из электропроводных нитей, а сетка из диэлектрика и катод выполнены в виде гибкой двухслойной ткани (патент России №2039710, кл. С02F 1/463, 1995).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата при использовании известного устройства, относятся невысокая скорость образования коагулянта при электролизе и его малая циркуляция, а также большие затраты времени на вспомогательные операции загрузки насыпного анода и подготовки его к работе.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению устройством того же назначения по совокупности признаков является устройство для очистки жидкости, содержащее электрокоагулятор, установленный в верхней части емкости с очищаемой жидкостью и включающий корпус, горизонтальный перфорированный анодный токопровод с размещенным на нем засыпным анодом, сетку и катод, при этом корпус электрокоагулятора выполнен из электропроводного материала и имеет щелевую прорезь в боковой поверхности и является катодом (Патент РФ №2039710, С02F 1/463, 1995 г.).
К причине, препятствующей достижению заданного технического результата, относится низкая производительность из-за малой скорости образования коагулянта при электролизе материала насыпного анода и низкой скорости его естественной циркуляции из корпуса коагулятора в емкость с очищаемой жидкостью.
Техническим результатом предлагаемой конструкции устройства для очистки жидкости является увеличение производительности за счет увеличения скорости образования коагулянта и скорости его циркуляции из корпуса электрокоагулятора в емкость с очищаемой жидкостью.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки жидкости, содержащем электрокоагулятор, установленный в верхней части емкости с очищаемой жидкостью, включающий корпус, горизонтальный перфорированный анодный токопровод с размещенным на нем насыпным анодом, корпус выполнен из диэлектрического материала, боковые стенки и днище которого равномерно перфорированы, емкость заземлена, а над корпусом установлен патрубок для подачи очищаемой воды на засыпной анод.
Выполнение корпуса элeктpoкoaгулятopa из диэлектрического материала позволяет отделить горизонтальный перфорированный анодный токопровод с размещенным на нем насыпным анодом от стенки емкости с очищаемой водой, чтобы предотвратить короткое замыкание анода на стенку емкости и землю. Выполнение боковых стенок и днища корпуса электрокоагулятора равномерно перфорированными позволяет, во-первых, пропускать ток через эти отверстия по очищаемой воде и растворять насыпной анод с образованием хлопьев коагулянта и, во-вторых, вымывать этот коагулянт через отверстия, перфорации из корпуса электрокоагулятора в емкость с очищаемой водой. Заземление емкости позволяет устанавливать электрокоагулятор внутрь любой емкости с очищаемой жидкостью без ее предварительной установки на электроизоляторах и подключения корпуса к отрицательному полюсу источника постоянного тока.
В этом случае разность потенциалов обеспечивается подключением анодного токопровода с размещенным на нем насыпным анодом к положительному полюсу источника постоянного тока, и ток идет от него по анодному токопроводу, насыпному аноду, очищаемой воде, находящейся в зазорах между элементами насыпного анода и в отверстиях боковой стенки корпуса электрокоагулятора, а затем по стенке емкости с очищаемой жидкостью на землю.
Установка над корпусом электрокоагулятора патрубка для подачи очищаемой воды на засыпной анод позволяет создать систему принудительного вымывания хлопьев коагулянта, образующегося в зазорах между элементами насыпного анода, через отверстия перфорации боковых стенок и днища корпуса и принудительной циркуляции очищаемой жидкости через насыпной анод, ее фильтрацию вместе с хлопьями коагулянта из корпуса в емкость через эти же отверстия и принудительную циркуляцию очищаемой воды с хлопьями коагулянта в емкости с очищаемой водой.
Все вышесказанное позволяет увеличить скорость образования хлопьев коагулянта при электролизе и растворении материала, а также скорость его вымывания и циркуляции как в корпусе электрокоагулятора, так и в емкости с очищаемой водой, а значит увеличить производительность для заданной степени очистки или увеличить степень очистки при заданной производительности.
Кроме того, поток очищаемой жидкости, подаваемой сверху на засыпной анод, заставляет его по мере растворения уплотняться и опускаться вниз, что уменьшает зазоры между элементами засыпного анода и снижает напряжение, а значит уменьшает расход электроэнергии. Более плотная динамичная во времени упаковка элементов насыпного анода по мере его срабатывания позволяет периодически загружать новый засыпной анод в корпус электрокоагулятора без остановки работы, что также способствует увеличению производительности устройства для очистки сточных вод.
Схема предлагаемого устройства для очистки жидкости приведена на чертеже.
Устройство для очистки жидкости состоит из электрокоагулятора, установленного в верхней части емкости с очищаемой жидкостью и включающего корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, боковые стенки и днище которого равномерно перфорированы. На перфорированном днище корпуса 1 установлен горизонтальный перфорированный анодный токопровод 2 с размещенным на нем засыпным анодом 3. Анодный токопровод 2 соединен стержнем-шиной 4 с положительным полюсом источника постоянного тока. В верхней части корпуса 1 установлен крюк 5 для навешивания корпуса на стенку емкости 6 с очищаемой жидкостью. Емкость 6 заземлена, как показано на чертеже, или при ее установке на изоляторах, выполненных из диэлектрического материала, присоединена к отрицательному полюсу источника постоянного тока. Над верхней частью корпуса 1 установлен патрубок 7 с вентилем 8 для подачи очищаемой жидкости на засыпной анод 3 и регулирования ее расхода. Для отвода очищенной жидкости из емкости 6 в ее нижней части установлен патрубок 9 с вентилем 10, а в верхней части емкости 6 установлен пеносборник 11 для отвода пены.
Устройство для очистки жидкости работает следующим образом. При подаче потенциала на клемму положительного источника постоянного тока он через стержень-шину 4 передается на перфорированный анодный токопровод 2 и засыпной анод 3. Под действием этого потенциала между засыпным анодом 3 и смежной с ним стенкой емкости 6, разделенных диэлектрическим материалом корпуса 1, в отверстиях перфорации возникает электрический ток, под действием которого идет растворение засыпного анода с образованием хлопьев коагулянта.
Открывают вентиль 8 и по патрубку 7 на засыпной анод 3 подают очищаемую жидкость в верхнюю часть корпуса 1. Очищаемая жидкость вымывает хлопья коагулянта из корпуса 1 через отверстия перфорации боковых стенок и днища и отверстия горизонтального перфорированного анодного токопровода 2 в емкость 6, где хлопья коагулянта улавливают частицы и капельки дисперсной фазы из очищаемой жидкости и оседают с ними на дно емкости 6. Очищенную жидкость по патрубку 9 при открытом вентиле 10 сливают из емкости 6, а образующуюся пену собирают в пеносборнике 11.
Предлагаемая конструкция устройства для очистки жидкости позволяет легко и быстро переносить его с места на место к емкостям, где периодически накапливаются загрязненные промышленные и бытовые сточные воды, а принудительное вымывание хлопьев коагулянта из засыпного анода потоком очищаемой жидкости и ее принудительная циркуляция в емкости увеличивает эффективность его использования, производительность и степень очистки сточной воды, снижает затраты электроэнергии и расход засыпного электрода, упрощает обслуживание, так как позволяет добавлять засыпной электрод по мере его расходования непосредственно в корпус устройства без остановки процесса очистки. Использование в качестве насыпного анода стружки, проволоки, спрессованных алюминиевых или консервных банок, другой утилизированной посуды или металлолома позволяет решить проблему переработки этих твердых металлических отходов, а использование пластмассовых канистр от автомобильных масел, горюче-смазочных материалов или другой пластмассовой тары в качестве корпуса 1 позволяет решить проблему утилизации этих пластмассовых отходов.