Результат интеллектуальной деятельности: Многокамерный электрокоагулятор

Изобретение относится к технике очистки водных сред, а именно: природных вод из поверхностных и подземных источников для питьевого водоснабжения, может быть использовано для очистки особозагрязненных промышленных стоков в машиностроительной, нефтегазодобывающей и перерабатывающей областях, очистки хозяйственно-бытовых и ливневых стоков с целью их повторного использования в оборотном цикле водоснабжения.

Известен электрокоагулятор выбранный в качестве прототипа заявляемого технического решения патент № 2151104. Известный электрокоагулятор содержит корпус с размещенными в нем вертикальными пластинчатыми, растворимыми электродами (катодом и анодом) электрокоагулятора и нерастворимыми, неизолированными электродами электромагнитных систем, разделенных перегородками на камеры футерованные электронепроводящим материалом, сообщенными между собой при помощи отверстий для протока очищаемой воды. В одной из камер размещены вертикальные пластинчатые, растворимые электроды электрокоагулятора, на которых выполнены прорези и при виде на плоскость электрода, он имеет вид зигзага. В других камерах, расположенных по обе стороны от первой камеры, размещены электромагнитные системы из нерастворимых и неизолированных плоских электродов. При этом одни нерастворимые и неизолированные, лентообразные, плоские электроды выполнены в виде П-образных зигзагов, в пространстве которых, как бы охватывая, перпендикулярно установлены другие нерастворимые и неизолированные вертикальные плоские электроды, которые образуют соленоид.

Недостатком известного аналога является низкая производительность устройства и не достаточная эффективность обработки воды.

Технический результат изобретения – комплексное воздействие изобретения на структуру водной системы на молекулярном уровне позволяет многокамерному электрокоагулятору работать каждой отдельно взятой камере на низких плотностях тока и низком приложенном номинальном потенциале 3 – 15 В, но не более 30 В и при этом достигать высоких эффектов при очистке воды и стоков, что и обеспечивает высокую производительность устройства и эффективную обработку воды.

Технический результат достигается многокамерным электрокоагулятором, который содержит корпус, подводящий патрубок и отводящий лоток, крышку со штуцером, подводящие кабели источника питания постоянного тока, отличающийся тем, что емкость корпуса разделена перегородками на камеры, которые сообщены между собой окнами перетока, в каждой камере установлены в пазы футеровки вертикальные растворимые электроды, при этом в нижней части в окне перетока из одной камеры в следующую по ходу движения воды установлены катушки электромагнитной системы в виде соленоидов, витки которых одного плеча охватывают другое плечо с витками, выполненных из неизолированного нерастворимого материала.

Катушки соленоидов одного плеча перпендикулярны виткам другого плеча катушки и образуют при своей работе два взаимосвязанных перпендикулярных друг к другу электромагнитных поля.

Приложенный потенциал к растворимым электродам идентичен потенциалу приложенному к катушкам соленоида электромагнитной системы.

В заявляемом многокамерном электрокоагуляторе для очистки водной среды, содержащем корпус разделенный перегородками на отдельные камеры, с размещенными в каждой камере вертикально установленными пластинчатыми растворимыми электродами, а в нижней части, в окне перетока из одной камеры в следующую, установлены нерастворимые катушки, образующие соленоид, одно плечо первой катушки которого как бы охватывает другое плечо второй катушки соленоида, витки которых могут быть выполнены с изоляцией и без изоляции из нерастворимого материала. Многокамерный электрокоагулятор может иметь 4 и более камер с установленными вертикально растворимыми электродами и, имеет на перетоке из одной камеры в другую в нижней части электромагнитную систему выполненнную из двух катушек в виде соленоидов, при этом витки одного плеча катушки перпендикулярны виткам другого плеча катушки и образуют при своей работе два взаимосвязанных перпендикулярных электромагнитных поля.

Многокамерный электрокоагулятор для очистки воды, представлен на фигурах 1-3.

Фиг. 1 - вид спереди, разрез.

Фиг. 2 - вид слева, разрез.

Фиг. 3 - вид сверху, разрез.

Многокамерный электрокоагулятор для очистки воды содержит корпус 1 емкость которого разделена перегородками 2, 3 и 4 на камеры 5, 6, 7 и 8, подводящий патрубок 9 и отводящий лоток 10. Камеры 5, 6, 7, 8 футерованы электроизолирующим материалом 11, в камерах 5, 6, 7, 8 размещены вертикальные пластинчатые растворимые электроды 12 с приваренными к ним в виде штырей токопроводами 13, собранные в единую схему шинами 14, которые подключаются к источнику постоянного тока с напряжением от 3 до 36 В. В нижней части на перетоке воды из камеры 5 в камеру 6 и из камеры 7 в камеру 8, установлены в окнах перетока катушки 15, 16 и 17, 18 электромагнитой системы в виде соленоидов витки которых, одного плеча, охватывают другое плечо с витками, кроме этого витки катушек соленоидов 15, 16 и 17, 18 одного плеча перпендикулярны виткам другого плеча катушек и образуют при своей работе два взаимосвязанных, перпендикулярных друг к другу электромагнитных поля. Катушки 15, 16 и 17, 18 соленоидов выполнены из круглого, неизолированного, нерастворимого материала. Катушки 15, 16 и 17, 18 подключены к источнику питания с выходными характеристиками по напряжению и току равным характеристикам подаваемого напряжения на пластины растворимых электродов 12. Также на корпусе 1 выполнены из изолирующего материала сальники 22, 23 для прохода кабелей питания электродов 12 и катушек электромагнитной системы 15, 16 и 17, 18.

Работает многокамерный электокоагулятор следующим образом: исходная обрабатываемая вода по патрубку 6 подается в верхнюю зону камеры 5 с вставленными в пазы футеровки 11 растворимыми электродами 12. Зазор между электродами принят 8 – 12 мм, в зависимости от качества обрабатываемой воды или стоков. Пройдя камеру 5 с электродами 12 вода в нижней части камеры 5 движется к окну перетока. В окне перетока воды вмонтированы катушки электромагнитной системы 15, 16 в виде соленоидов в которых, под действием прилагаемого потенциала равного потенциалу на клеммах растворимых электродов, наводится электромагнитное поле, причем в пространстве эти поля двух катушек взаимосвязаны и перпендикулярны друг к другу, что очень важно, при воздействии на живые микроорганизмы перпендикулярных электромагнитных полей, данные микроорганизмы надежно погибают. Также при воздействие данных полей на частичку гидроокиси ранее растворенного металла, данная гидроокись быстро за 1 -2 мин образует крупные хлопья взвеси. Далее вода переходит в камеру 6 с вставленными, растворимыми электродами 12 по аналогии с камерой 5, в верхней части камера 6 объединяется с камерой 7 и частично обработанная вода через верхнее окно пертекает в камеру 7 с вставленными по аналогии камер 5, 6 растворимыми электродами 12, образовавшийся газ при работе растворимых электродов 12 отводится через штуцер 20 прикрепленный к крышке 19. Трижды прошедшая обработку в камерах 5, 6, 7 с растворимыми электродами 12 вода повторно в нижней части между камерами 7 и 8 входит в окно перетока с размещенными в нем катушками электромагнитной системы 17, 18, к катушкам 17, 18 подается потенциал напряжения равный потенциалу подаваемому на растворимые электроды 12 камер 7 и 8. Практическая работа однокамерных электрокоагуляторов показала, что при обработке воды в однокамерном электрокоагуляторе очень трудно достичь необходимого результата по коагуляции загрязнений, при повышении тока на электродах идет неоправданно быстрое растворение электродов, при снижении тока не достигается результат очистки воды и стоков, кроме того идет зарастание электродов оксидным слоем блокирующим процесс растворения. При устройстве многокамерного коагулятора совместно с электромагнитной системой эти негативные процессы устраняются, электрод практически не обрастает оксидным слоем, срок службы растворимых электродов возрастает в 4 – 7 раз от 2 месяцев до 12 – 18 месяцев, процесс коагуляции и удаления растворимых веществ возрастает в несколько раз по сравнению с однокамерным электрокоагулятором. Далее многократно обработанная вода при выходе из окна с катушками 17, 18 уходит в камеру 8 с растворимыми электродами 12, практически скоагулированные загрязнения с камеры 8 движутся вверх к отводящему лотку 10. В результате многократного комплексного воздействия в поле растворимых электродов и в электромагнитном поле катушек 15, 16, 17, 18 соленоида выполненных из нерастворимых и неизолированных проводников, растворимые загрязнения в объеме воды образуют мощные и крупные хлопья взвеси, скорость их дальнейшего осаждения резко возрастает по сравнению с классической, традиционной схемой электрокоагуляционной обработки, что позволяет достичь глубокой очистки воды и стоков от трудноудаляемых, хорошо растворимых веществ. Конструктивные исполнения камер и катушек соленоида электромагнитной системы в едином корпусе 1 многокамерного электрокоагулятора, позволяют оказывать воздействие на водные системы в непрерывном процессе электрообработки, причем электрически связанных между собой через водный объем обрабатываемой воды всех выше заявленных камер электрокоагулятора.