Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКА

Усовершенствование относится к области разделения неоднородных жидкостей на твердую и жидкую фазы с использованием прессов в комбинации с фильтрующими элементами и может быть использовано для обезвоживания суспензий, шламов, осадков промышленных производств, активного ила и осадков сточных вод, осадков водоподготовки.

Известно устройство обезвоживания осадка, содержащее для механического обезвоживания осадка камерный фильтр-пресс с пакетом фильтровальных плит, двумя фильтровальными перегородками между смежными фильтровальными плитами, где с обеих сторон каждой фильтровальной плиты выполнены углубления с дренажными поверхностями, содержащими множество опорных выступов и дренажных каналов между выступами; полость для осадка между фильтрующими перегородками с возможностью поступления в нее осадка (см. описание изобретения к патенту №2255790 Российской Федерации, кл. B01D 25/12, опубл. 10.07.2005. Бюл. №19).

Известное устройство работает по принципу механического обезвоживания под давлением при разделении неоднородных жидкостей. После механического обезвоживания под давлением полученный осадок содержит много жидкости, которую возможно удалить при дальнейшей сушке осадка. Обычные термические способы и устройства имеют значительное энергопотребление.

Цель усовершенствования - повышение производительности процесса обезвоживания осадка.

Это достигается тем, что устройство обезвоживания осадка, содержащее для механического обезвоживания осадка камерный фильтр-пресс с пакетом фильтровальных плит, двумя фильтровальными перегородками между смежными фильтровальными плитами, где с обеих сторон каждой фильтровальной плиты выполнены углубления с дренажными поверхностями, содержащими множество опорных выступов и дренажных каналов между выступами; полость для осадка между фильтрующими перегородками с возможностью поступления в нее осадка, отличающееся тем, что поверх дренажной поверхности фильтровальной плиты установлен электрод в виде металлической перфорированной пластины с возможностью подачи на нее напряжения постоянного тока, которая опирается между перфорациями на опорные выступы дренажной поверхности, а полости отверстий перфораций сообщены с полостями дренажных каналов для отвода фильтрата.

Технический результат: поверхность электрода между перфорациями по всей поверхности электродной пластины опирается на опорные выступы дренажной поверхности фильтровальных плит, при этом электроды не прогибаются, так как основную силовую нагрузку принимает фильтровальная плита фильтр-пресса, а дополнительный объем фильтрата за счет электроосмотического процесса, при подаче на пластину напряжения постоянного тока, свободно отводится между выступами дренажной поверхности через полости отверстий перфораций, которые сообщены с полостями дренажных каналов для отвода фильтрата, что повышает производительность устройства обезвоживания осадка. Одновременно с механическим процессом обезвоживания осадка под давлением электроосмотический процесс позволяет дополнительно отделить из осадка связанную влагу и направить ее через фильтровальную перегородку от анода в сторону катода.

В альтернативном варианте полость для осадка между двух фильтровальных перегородок смежных фильтровальных плит разделена анодным электродом на две части, где части полости для осадка сообщаются между собой, по меньшей мере, через одно отверстие в анодном электроде, при этом электроды на смежных с анодным электродом фильтровальных плитах - катодные.

Усовершенствование повышает эффективность обезвоживания осадка, позволяет увеличить число катодных электродов при одном и том же числе фильтровальных плит в пакете камерного фильтр-пресса. Отверстие в электроде необходимо для заполнения межэлектродных пространств осадком.

Устройство представлено на чертежах.

Фиг.1. Устройство обезвоживания осадка. Фрагмент варианта фильтровальной плиты.

Фиг.2. Устройство обезвоживания осадка. Фрагмент варианта пакета фильтровальных плит.

Фиг.3. Устройство обезвоживания осадка. Фрагмент варианта пакета фильтровальных плит.

Обозначения на чертежах.

1 - фильтровальная плита;

2 - фильтровальная перегородка (салфетка);

3 - опорный выступ дренажной поверхности фильтровальной плиты;

4 - дренажный канал дренажной поверхности фильтровальной плиты;

5 - полость для осадка;

6 - электрод (анод или катод);

7 - отверстия перфораций;

8 - анодный электрод (анод);

9 - отверстие в анодном электроде 8.

Плюсом обозначен анод, а минусом - катод.

Устройство для обезвоживания осадка представляет собой электроосмотический фильтр на базе механического камерного фильтр-пресса с вертикальным расположением пакета полипропиленовых фильтровальных плит 1. Фильтровальные плиты 1 расположены между упорной и нажимной плитами, которые входят в комплект рамы камерного фильтр-пресса. Пакет фильтровальных плит 1 герметизируется механизмом зажима, который смонтирован на раме камерного фильтр-пресса. Камерный фильтр-пресс выполнен с набором фильтровальных плит 1 с двумя фильтровальными перегородками 2 (салфетками) между смежными фильтровальными плитами 1, где с обеих сторон каждой фильтровальной плиты выполнены углубления с дренажными поверхностями, содержащими множество опорных выступов 3 и дренажных каналов 4. Между дренажными поверхностями смежных фильтровальных плит 1 выполнена камера. Внутри каждой камеры содержится полость 5 для осадка между фильтрующими перегородками 2, которые выполнены с возможностью поступления осадка в полость 5 для осадка. Поверх дренажной поверхности фильтровальной плиты 1 установлен электрод 6 в виде металлической перфорированной пластины с возможностью подачи на нее напряжения постоянного тока, которая опирается между перфорациями на опорные выступы 3 дренажной поверхности, а полости ее отверстий 7 перфораций сообщены с полостями дренажных каналов 4 для отвода фильтрата.

В альтернативном варианте полость 5 для осадка между двух фильтровальных перегородок 2 смежных фильтровальных плит 1 может быть разделена анодным электродом 8 (анодом) на две части, где части полости 5 для осадка сообщаются между собой, по меньшей мере, через одно отверстие 9 в анодном электроде 8. При этом электроды 6 на фильтровальных плитах 1 - катодные. Анодный электрод 8 между двух фильтровальных перегородок 2 может быть перфорированным.

Анодные электроды выполнены из противоэмиссионного материала, например титана, или имеют противоэмиссионное покрытие, например титановое.

Устройство работает следующим образом.

Одновременно с механическим процессом обезвоживания осадка под давлением электроосмотический процесс позволяет дополнительно отделить из осадка связанную влагу и направить ее через фильтровальную перегородку 2 от анода в сторону катода. Поверхность электрода 6 между перфорациями по всей поверхности электродной пластины опирается на опорные выступы 3 дренажной поверхности фильтровальной плиты 1, при этом электроды 6 не прогибаются, так как основную силовую нагрузку принимает фильтровальная плита 1 фильтр-пресса, а фильтрат свободно отводится между выступами 3 дренажной поверхности через полости отверстий 7 перфораций, которые сообщены с полостями дренажных каналов 4 для отвода фильтрата, что повышает производительность устройства обезвоживания на базе камерного фильтр-пресса, снижает влажность механически сжимаемого осадка, ускоряет последующую сушку осадка.

Материальные затраты на электроосмотический процесс на базе камерного фильтр-пресса на порядок ниже, чем на термическую сушку после механического обезвоживания обычного механического камерного фильтр-пресса.

В альтернативном варианте, когда полость 5 для осадка между двух фильтровальных перегородок 2 смежных фильтровальных плит 1 разделена анодным электродом 8 на две части, где части полости 5 для осадка сообщаются между собой через одно отверстие 9 в анодном электроде, а электроды 6 на фильтровальных плитах - катодные, возможно повысить эффективность электроосмотического обезвоживания осадка за счет уменьшения межэлектродного объема осадка, что позволяет увеличить число катодных электродов 6 при одном и том же числе фильтровальных плит 1 в пакете камерного фильтр-пресса. Кроме того, сокращается время, которое необходимо на процесс обезвоживания осадка.