ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯТОР ПУЛЬСАЦИОННЫЙ

Полезная модель относится к устройствам очистки промышленных сточных вод, образующихся в химической, машиностроительной и других отраслях.
Известны устройства для очистки сточных вод от загрязняющих веществ с использованием гальванокоагуляторов со стружечным насыпным анодом, например, полезная модель №73663 C02F 1/463 от 09.01.08 г., бюл. №15, 27.05.08 г., в которой анодорастворимый насыпной материал располагается в коническом суживающемся корпусе и через слой гранул проходит загрязненная вода. Недостатком данного устройства является медленное протекание процесса растворения и, вследствие этого, низкая производительность процесса.
Известно устройство (патент №2085247, B01D 11/02, опубл. бюл. №21 от 27.07.97, Массообменный двухколонный аппарат), в котором для интенсификации массообменных процессов на двухфазную среду (жидкость + твердые гранулы) накладывают импульсное знакопеременное давление. Аппарат состоит из U-образного корпуса. Полые колонны снабжены загрузочным и выгрузочным устройствами твердой фазы, например шнекового типа, патрубками подачи и слива жидкости и крышками с патрубками для подключения пульсатора с источником постоянного перепада давления. Соосно с выгрузочным устройством размещен ворошитель твердой фазы, выполненный в виде крестовины с черпаками. На крестовине имеется храповой механизм, связанный с поплавковым устройством, являющимся приводом вращательного движения ворошителя. Данное устройство принято нами за прототип.
Массообменный двухколонный аппарат - прототип характеризуется низкой эффективностью, обусловленной сложностью конструкции (наличие ворошителя и привода его вращения со сложной кинематической схемой), возможностью закупоривания твердой фазы за счет разбухания.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности устройства - упрощении конструкции, повышении надежности его работы.
Технический результат достигается тем, что в гальванокоагуляторе пульсационном, содержащем двухколонный корпус с U-образным днищем, патрубками подвода и отвода воды, загрузочные устройства твердой фазы и патрубки подключения переменных импульсов давления, подаваемых поочередно в каждую колонну двухколонного корпуса пульсационного гальванокоагулятора, новым является то, что внутри двухколонного корпуса установлены фильтровальные сетки с ячейками переменной величины для удержания твердой фазы различных размеров с образованием гальванопар, а в каждом колене U-образного корпуса имеются датчики уровня жидкости, электрически связанные с источником переменных импульсов давления.
Фильтровальные сетки внутри двухколонного корпуса гальванокоагулятора пульсационного установлены с ячейками, уменьшающимися по величине в направлении к U-образному днищу и выполнены из углеродных волокон при твердой фазе из металлического скрапа.
Каждая колонна корпуса имеет конфузорность в направлении к U-образному днищу.
Перед патрубком отвода обработанной воды установлена фильтровальная сетка.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где:
1 - двухколонный корпус; 2 - загрузочные устройства; 3 - патрубки подключения переменных импульсов давления, подаваемых поочередно в каждую колонну двухколонного корпуса; 4 - патрубок отвода обработанной воды; 5 - фильтровальная сетка; 6 - датчики уровня жидкости; 7 - фильтровальные сетки с ячейками переменной величины для удержания твердой фазы (засыпки) различных размеров; 8 - U-образное днище; 9 - патрубок подвода загрязненной воды; 10 - крышки.
Предлагаемое устройство представляет собой двухколонный корпус 1, представляющий собой две конфузорные колонны, соединенные между собой суживающимися концами с U-образным днищем 8. Широкие концы конфузорных колон корпуса 1 закрываются крышками 10, которые имеют загрузочные устройства 2 и патрубки подключения переменных импульсов давления 3. Каждая колонна корпуса 1 имеет датчик уровня 6, соединенный с общим устройством управления (на фиг.1 не показан). В каждой колонне корпуса 1 установлены фильтровальные сетки 7 для удержания засыпки различных размеров с ячейками, уменьшающимися по направлению к U-образному днищу 8, над которыми установлены датчики уровня 6. Одна колонна имеет патрубок подвода загрязненной воды 9, а другая колонна - патрубок отвода обработанной воды 4, снабженный фильтровальной сеткой 5, препятствующей попаданию частиц скрапа в отводную магистраль.
2+
2
3
Предлагаемое устройство работает следующим образом. До начала работы через загрузочные устройства 2 в каждую из конфузорных колон корпуса 1 засыпают металлический скрап (стружки или опилки) (М), являющийся анодорастворимым компонентом по отношению к фильтровальным сеткам 7 из углеродных волокон. При засыпке анодорастворимой смеси различные размеры гранул распределяются на различных уровнях в зависимости от прохождения через фильтровальные сетки 7. После засыпки загрузочные устройства 2 закрывают и через патрубок подвода загрязненной воды 9 подают обрабатываемую воду (Ж) до уровня, ниже датчиков 6. После заполнения двухколонного корпуса 1 начинают подавать переменные импульсы давления поочередно в каждую колонну через патрубки подключения 3, причем, переключение производится от срабатывания датчиков 6. Обрабатываемая жидкость под действием перепада давления прокачивается через слой гранул с большой скоростью, чему способствует и конфузорность каналов. Наличие нескольких рядов разноячеистых фильтровальных сеток 7 способствует более равномерному распределению засыпного материала в объеме двухколонного корпуса. Кроме того, образование слоев гранул на каждой сетке исключает образование пробок и способствует увеличению скорости течения жидкости относительно скрапа, что интенсифицирует процессы массообмена. При контакте железосодержащих опилок с углеродной сеткой образуется гальваническая пара углерод-железо, где анодом служат железные стружки. В качестве гальванопары может быть использована засыпка из смеси железного скрапа с коксом. В этом случае фильтровальные сетки могут выполняться из других нерастворимых материалов. Во время проведения циклов переменных импульсов давления поочередно в каждое колено корпуса 1 происходит анодное растворение металлических стружек и опилок, и загрязненная вода насыщается ионами Fe, которые образуют гидроокись. Далее происходит коагуляция образующихся хлопьев Fe(OH) и окисленной формы - Fe(OH), которые обладают сорбционной способностью для гидроксидов тяжелых металлов. В результате загрязненная вода освобождается от соединений тяжелых металлов. По мере растворения металлического скрапа (стружки, опилки) после нескольких циклов переменной прокачки жидкости производят их дополнительную засыпку, при этом обработанная вода отводится через патрубок 4.
Обработку загрязненной воды производят в следующей циклической последовательности:
1. Засыпка твердой фазы в обе колонны корпуса.
2. Заполнение аппарата обрабатываемой водой.
3. Подача переменных импульсов давления для осуществления пульсирующего движения воды в противоположных направлениях.
4. Прекращение подачи переменных импульсов давления.
5. Отвод обработанной жидкости.
6. Добавление твердой фазы.
Далее цикл повторяется.
Таким образом, предложенный пульсационный гальванокоагулятор несложен в конструкции, эффективен и надежен в работе.