ШНЕКОВЫЙ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯТОР

Полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод от различных загрязняющих веществ органического и неорганического происхождения способом электро- и гальванокоагуляции и может найти применение в различных отраслях промышленности: машиностроении, химической, нефтехимической, строительной отраслях.
Известны устройства для очистки сточных вод от загрязнителей с использованием анодорастворимой засыпки из отходов производства, например, гальванокоагулятор (Книга «Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод», В.А. Колесников, Н.В. Меньшутина - М. Дели-принт., 2005, 226 с., рис. 2.15, стр. 64) представляет собой проточный вращающийся барабан, в который помещается засыпка, состоящая из смеси металлической стружки и кокса, образующие гальваническую пару. Недостатком подобного устройства является отсутствие отвода флотационной пены и низкая интенсивность растворения анодной стружки, поэтому, для достижения необходимой очистки увеличивают размеры барабана (до 10 м), чтобы увеличить время контакта жидкости с зоной растворения.
Известно устройство для очистки сточных вод (патент №152810 на полезную модель «Устройство для очистки сточных вод», опубл. бюл. №17 от 20.06.2015 г.), в котором организовано удаление флотационной пены и увеличено время пребывания жидкости в зоне гальванического растворения за счет винтообразного течения по шнеку. Устройство представляет собой цилиндрический корпус, с обеих сторон оборудованный перфорированными днищами. Внутри корпуса установлен вал с возможностью вращения. К корпусу перед передним днищем крепится кожух, внутри которого находится крыльчатка, закрепленная на валу. Кожух имеет патрубок подвода загрязненной воды, установленный тангенциально к кожуху. Внутри корпуса на валу находится шнек между передним и задним днищами, а на корпусе в зоне переднего днища имеется воронка для засыпки гранул. Между спиралями шнека расположены углеграфитовые стержни в несколько рядов по диаметру, являющиеся катодом. К заднему днищу крепится отводная камера, которая в верхней части содержит транспортер, пеносборник, патрубок отвода очищенной воды, перед которым имеется отражатель. Корпус перед задним днищем имеет промывной патрубок. Заднее днище имеет перфорацию только до высоты 0,6-0,75 Д - диаметра корпуса, а верхняя часть заднего днища, примыкающая к зоне транспортера, образует открытый сегмент для свободного прохода пены.
Данное устройство принято нами за прототип.
Недостатком прототипа является малая скорость электрохимического растворения материала анода ввиду ограниченного контакта засыпки с воздухом, причем, этот контакт происходит только с верхним слоем засыпки, находящейся в шнеке, все это снижает производительность и эффективность очистки.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, - повышение производительности процесса и эффективности очистки.
Технический результат достигается тем, что в шнековом гальванокоагуляторе, содержащем цилиндрический корпус с передним и задним перфорированными днищами, гранулированной засыпкой и бункером засыпки и с промывным патрубком, при этом внутри корпуса коаксиально установлен вал со шнеком, выполненный с возможностью вращения, а между лопастями шнека имеются угольные стержни, в передней части корпуса перед перфорированным днищем закреплена крышка с патрубком подвода загрязненной воды, а после заднего перфорированного днища имеется сборная камера с патрубком отвода очищенной воды, имеющим отражатель, новым является то, что вал выполнен полым с перфорационными отверстиями между лопастями шнека, а в верхнем сегменте корпуса расположена система воздушного пеноудаления с патрубком подачи сжатого воздуха и пеноотводной трубой.
В шнековом гальванокоагуляторе патрубок подачи сжатого воздуха установлен в одном из перфорационных отверстий переднего днища с выходом в пеноотводную трубу, а на выходе патрубка подачи сжатого воздуха закреплен рассекатель.
Перфорационные отверстия на валу расположены в шахматном порядке, при этом на валу между лопастями шнека закреплена непровальная сетка.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1-3,
где фиг. 1 - общий вид гальванокоагулятора,
фиг. 2 - вид по стрелке А,
фиг. 3 - патрубок подачи сжатого воздуха с рассекателями.
Здесь:
1. передняя крышка;
2. вал;
3. узел вращения (подшипник);
4. шкив (привод не показан);
5. патрубок подвода исходной (загрязненной) воды;
6. патрубок подачи сжатого воздуха;
7. бункер подачи гранулированной засыпки;
8. заслонка;
9. патрубок подачи сжатого воздуха с рассекателями;
10. переднее перфорированное днище;
11. корпус;
12. гранулированная засыпка;
13. шнек;
14. угольные стержни;
15. непровальная сетка;
16. перфорационные отверстия;
17. заднее перфорированное днище;
18. пеноотводная труба;
19. сборная камера;
20. патрубок отвода очищенной воды;
21. отражатель;
22. промывной патрубок.
Предлагаемое устройство представляет собой цилиндрический корпус 11, в котором коаксиально установлен вал 2 со шнеком 13, имеющий возможность вращения в узлах вращения 3 от постороннего привода (не показан) через шкив 4. Вал 2 выполнен полым с перфорационными отверстиями 16 между лопастями шнека 13, которые закрыты непровальной сеткой 15, закрепленной на валу между лопастями шнека, кроме того между лопастями шнека 13 установлены угольные стержни 14, которые составляют гальваническую пару с гранулированной засыпкой 12. Корпус 11 с обеих сторон содержит переднее днище 10 и заднее днище 17, которые имеют перфорацию для прохода воды. В верхней части переднего днища 10, на уровне верхнего края шнека 13 имеется патрубок подачи сжатого воздуха 6 с рассекателем 9. На корпусе 11 в зоне переднего днища 10 имеется бункер подачи засыпки 7, оборудованный заслонкой 8. К переднему днищу 10 крепится крышка 1, на которой находится патрубок подвода исходной загрязненной воды 5. В верхней части заднего днища 17 крепится сборная камера 19, имеющая патрубок отвода очищенной воды 20, снабженный отражателем 21. Корпус имеет промывной патрубок 22.
Предложенное устройство работает следующим образом. В начале работы краны патрубков 5 и 20 закрыты. Открывая заслонку 8, через бункер 7 в корпус 11 засыпают гранулированную засыпку 12 и, поворачивая вал 2 со шнеком 13, обеспечивают заполнение пространства корпуса на 70-80% до верхнего края лопастей шнека 13. После заполнения корпуса 11 засыпкой заслонку 8 закрывают, открывают кран патрубка 5 и полость корпуса 11 заполняется загрязненной водой до верхнего края лопастей шнека 13.
2+
Включается привод (не показан) и вал 2 со шнеком 13 начинает вращаться. Одновременно подают озоно-воздушную смесь в полость вала 2. Металлическая гранулированная засыпка 12 с углеродными стержнями образуют гальваническую пару, где железо является анодом и переходит в раствор: Fe - 2е - Ре.
В результате контакта с кислородом воздуха и озоном происходит окисление железа и в сточной воде образуются соединения железа (II) и (III). Хлопья гидроокиси железа являются сорбентом для загрязняющих веществ (ионы тяжелых металлов, ПАВ, масла, нефтепродукты). Водород, выделяющийся на катоде, а также пузырьки воздуха и озона, способствуют флотации, вследствие чего флотационная пена вместе с загрязняющими веществами поднимается в верхнюю часть корпуса, откуда за счет вращения шнека и воздушного потока, исходящего из патрубка 9, сдувается в пеноотводящую трубу 18. Очищенная вода удаляется через патрубок 20.
Предлагаемое устройство может быть использовано как в периодическом режиме, так и в непрерывном, когда через определенный промежуток времени, по мере расходования анодорастворимых гранул, производится дополнительная засыпка гранул через бункер 7.
Таким образом, использование предложенного устройства позволяет существенно повысить производительность процесса очистки и эффективно удалять флотационную пену.