электрофлотатор — патент РФ 2491230

Изобретение относится к устройствам для физико-химической очистки сточных вод, в частности, от эмульгированных жировых загрязнений, нефтепродуктов и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной и пищевой промышленности. Электрофлотатор содержит корпус с патрубками для подвода сточной воды и отвода чистой воды, патрубок для отвода пены и размещенные в нижней части корпуса анод и катод, при этом катод выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Для перемещения катода установлен механизм его перемещения и система управления, включающая датчик фактической величины концентрации загрязнений, задатчик номинальной величины концентрации загрязнений, блок вычитания, усилитель, ограничительный блок, задатчик допустимого расстояния между электродами, масштабный преобразователь, блок зоны нечувствительности, задатчик зоны нечувствительности, а для регулирования плотности тока, подаваемого на электроды, установлен выпрямитель, соединенный с автотрансформатором, причем первый вход блока вычитания соединен с датчиком фактической величины концентрации загрязнений, расположенным в корпусе электрофлотатора, второй вход блока вычитания соединен с задатчиком номинальной величины концентрации загрязнений, выход блока вычитания через усилитель соединен с первым входом ограничительного блока, второй вход которого соединен с выходом задатчика допустимого расстояния между электродами, выход ограничительного блока через масштабный преобразователь соединен с механизмом перемещения катода; при этом первый вход блока зоны нечувствительности соединен с усилителем, второй вход блока нечувствительности соединен с задатчиком зоны нечувствительности, выход блока зоны нечувствительности соединен с автотрансформатором. Технический результат заключается в повышения степени очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений, нефтепродуктов. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2491230

Изобретение относится к физико-химической очистке сточных вод, в частности от эмульгированных жировых загрязнений, нефтепродуктов, и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной и пищевой промышленности, а также предприятий АПК.

Известен аппарат, содержащий камеру флотации с размещенным в ее нижней части блоком электродов, камеру отстаивания, скребковое устройство, устройство для подачи и отвода воды (патент RU 2051117 С1, МПК C02F 1/24, C02F 1/465 опубл. 21.12.1995 г).

Известен электрофлотатор, содержащий корпус с размещенными в нем электродами в виде стальной проволочной сетки, камеру сбора флотационного шлама (патент RU 2102330 С1, МПК C02F 1/465 опубл. 20.01.1993 г.).

Недостатком указанных аналогов (электрофлотаторы) является недостаточная степень очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений и нефтепродуктов.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является электрофлотатор, содержащий корпус с патрубками для подвода суспензии и отвода чистой воды, лоток для шлама, размещенные в нижней части корпуса электроды в виде анода и катода, с возможностью перемещения в вертикальном направлении (патент RU 107147 U1, 1/465 (2006/01), опубл. 09.03 2011 г.), который принят за прототип.

Задача заявленного изобретения заключается в повышении степени очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений и нефтепродуктов.

Технический результат достигается благодаря тому, что электрофлотатор, содержащий корпус с патрубками для подвода сточной воды и отвода чистой воды, патрубок для отвода пены и размещенные в нижней части корпуса анод и катод, при этом катод выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении, в отличие от прототипа для перемещения катода установлен механизм его перемещения и система управления, включающая датчик фактической величины концентрации загрязнений, задатчик номинальной величины концентрации загрязнений, блок вычитания, усилитель, ограничительный блок, задатчик допустимого расстояния между электродами, масштабный преобразователь, блок зоны нечувствительности, задатчик зоны нечувствительности, а для регулирования плотности тока, подаваемого на электроды, установлен выпрямитель, соединенный с автотрансформатором, причем первый вход блока вычитания соединен с датчиком фактической величины концентрации загрязнений, расположенным в корпусе электрофлотатора, второй вход блока вычитания соединен с задатчиком номинальной величины концентрации загрязнений, выход блока вычитания через усилитель соединен с первым входом ограничительного блока, второй вход которого соединен с выходом задатчика допустимого расстояния между электродами, выход ограничительного блока через масштабный преобразователь соединен с механизмом перемещения катода; при этом первый вход блока зоны нечувствительности соединен с усилителем, второй вход блока нечувствительности соединен с задатчиком зоны нечувствительности, выход блока зоны нечувствительности соединен с автотрансформатором.

Процесс флотационной очистки сточных вод заключается в прилипании пузырьков газа, образующихся в результате электролиза воды на электродах, к частицам от органических соединений (жира, белка, нефтепродуктов), находящихся в сточных водах во взвешенном состоянии и флотировании их на поверхность жидкости с образованием пены. Процесс электролиза, то есть образование пузырьков газа на электродах, зависит от расстояния между электродами и плотности тока. С увеличением расстояния между электродами для получения одной и той же плотности тока величина подводимого напряжения должна увеличиваться.

С увеличением плотности тока увеличивается количество пузырьков газа, выделяющегося на электродах и участвующего в процессе флотации частиц органических соединений. С увеличением плотности тока в результате бурного выделения пузырьков газа, процесс флотации замедляется. Оптимальным является плотность тока 10-15 мАсм2. Плотность тока регулируется путем изменения величины напряжения на входе выпрямителя при помощи автотрансформатора.

Новая совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения не известна и не следует явным образом из установленного в патентной и научно-технической литературе уровня техники. Таким образом, можно говорить о соответствии его критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На фиг. представлен электрофлотатор.

Электрофлотатор содержит корпус 1 с патрубками для подвода сточной воды 2 и отвода очищенной воды 3, патрубок для отвода пены 4, размещенные в нижней части корпуса — анод 5 и катод 6, механизм 7 перемещения катода в вертикальном направлении, выпрямитель 8, автотрансформатор 9, датчик фактической величины концентрации загрязнений 10, задатчик номинальной величины концентрации загрязнений 11, блок вычитания 12, усилитель 13, ограничительный блок 14, задатчик допустимого расстояния между электродами 15, масштабный преобразователь 16, блок зоны нечувствительности 17, задатчик зоны нечувствительности 18.

На фиг. обозначены: k — сигнал, пропорциональный фактической

величине концентрации загрязнений;

k* — сигнал, пропорциональный номинальной величине концентрации загрязнений;

dk — сигнал, пропорциональный отклонению.

Сигнал отклонения рассчитывается по формуле:

В качестве выпрямителя используется ВСА-МБ-К, в качестве автотрансформатора — ЛАТР-1. Механизм перемещения катода в вертикальном направлении выполнен в виде реечной передачи.

Электрофлотатор работает следующим образом.

Сточные воды, насыщенные частицами органических соединений, через патрубок 2 поступают в нижнюю часть корпуса 1, где они насыщаются пузырьками газа, выделяющегося в результате электролиза на аноде 5 и катоде 6. Пузырьки газа прилипают к частицам органических соединений и флотируют их на поверхность жидкости, где образуется пена, которая выводится из корпуса через патрубок 4. Очищенная вода выводится из корпуса через патрубок 3.

Сигнал от датчика фактической величины концентрации загрязнений 10 поступает в блок вычитания 12, где сравнивается с сигналом задатчика номинальной величины концентрации загрязнений 11. Сигнал отклонения усиливается по мощности в усилителе 13 и поступает на первый вход ограничительного блока 14, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика допустимого расстояния между электродами 15, пропорциональный допустимому расстоянию между электродами. Если результирующий сигнал не превышает допустимого значения, то с ограничительного блока 14 снимается сигнал, который преобразуется в масштабном преобразователе 16, а затем поступает на вход механизма 7 перемещения катода в вертикальном направлении, с помощью которого производится изменение расстояния между электродами.

В блоке зоны нечувствительности 17, сигнал, поступающий с усилителя 13 сравнивается с сигналом, пропорциональным зоне нечувствительности, поступающим от задатчика зоны нечувствительности 18. Если результирующий сигнал превышает допустимое значение, то с блока зоны нечувствительности снимается сигнал, который поступает на вход автотрансформатора 9, регулирующего напряжение на входе выпрямителя 8.

Исследования показали, что при использовании электрофлотатора на хлебокомбинате, степень очистки сточных вод от частиц жира составляет 98,3%.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электрофлотатор, содержащий корпус с патрубками для подвода сточной воды и отвода чистой воды, патрубок для отвода пены и размещенные в нижней части корпуса анод и катод, при этом катод выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении, отличающийся тем, что для перемещения катода установлен механизм его перемещения и система управления, включающая датчик фактической величины концентрации загрязнений, задатчик номинальной величины концентрации загрязнений, блок вычитания, усилитель, ограничительный блок, задатчик допустимого расстояния между электродами, масштабный преобразователь, блок зоны нечувствительности, задатчик зоны нечувствительности, а для регулирования плотности тока, подаваемого на электроды, установлен выпрямитель, соединенный с автотрансформатором, причем первый вход блока вычитания соединен с датчиком фактической величины концентрации загрязнений, расположенным в корпусе электрофлотатора, второй вход блока вычитания соединен с задатчиком номинальной величины концентрации загрязнений, выход блока вычитания через усилитель соединен с первым входом ограничительного блока, второй вход которого соединен с выходом задатчика допустимого расстояния между электродами, выход ограничительного блока через масштабный преобразователь соединен с механизмом перемещения катода; при этом первый вход блока зоны нечувствительности соединен с усилителем, второй вход блока нечувствительности соединен с задатчиком зоны нечувствительности, выход блока зоны нечувствительности соединен с автотрансформатором.

7. ОБРАБОТКА ВОДЫ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИИ. РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГЙ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Составители: Л.П. Сидорова, А.О. Курач

Введение

Большое количество забираемой для обеспечения промышленных предприятий воды возвращается в водоемы с различной степенью загрязнения. Для очистки сточных вод промышленных предприятий используют различные методы, отличающиеся степенью очистки, сложностью используемого оборудования, энергетическими затратами. Одним из таких методов является электрофлотация. Сущность электрофлотационного метода очистки сточных вод заключается в переносе загрязняющих частиц из жидкости на ее поверхность с помощью пузырьков газа, образующихся при электролизе сточной воды. Преимущества этого метода – относительна простота конструкции установки, высокая надежность и высокая степень очистки.

Основы процесса электрофлотации

Процесс выделения из жидкости взвешенных частиц путем их флотации газовыми пузырьками, получаемыми при электролизе воды называют электрофлотацией. Использование электролиза для получения газовых пузырьков при очистке сточных вод флотацией по сравнению с другими способами аэрации имеет следующие существенные преимущества:

−высокая степень дисперсности газовых пузырьков и относительная чистота их поверхности, что обеспечивает эффективность прилипания пузырьков к взвешенным частицам;

−возможность плавного регулирования скорости процесса путем изменения степени насыщения жидкости пузырьками газа в широких пределах;

−отсутствие вращающихся частей в электрофлотационных аппаратах (что гарантирует надежность их работы), интенсивного перемешивания обрабатываемой жидкости и перетирания содержащихся в ней взвешенных частиц;

−возможность флотации раздельно пузырьками водорода пузырьками кислорода, что в первом случае гарантирует отсутствие процессов окисления в обрабатываемой жидкости, а во втором, наоборот, их повышенную активность;

−простота изготовления электрофлотационного аппарата и несложность его обслуживания.

При электролизе выделяются чрезвычайно тонко диспергированные газы. Если во флотаторах механического типа средний диаметр образующихся газовых пузырьков составляет 0,8–0,9 мм, в пневматических флотаторах– в среднем 2 мм, а при вакуумной и напорной флотации 0,1–0,5 мм, то в электрофлотаторах образуются пузырьки с размерами менее 100 мкм. В зависимости от условий электролиза можно получать пузырьки диаметром до 8–15 мкм, что недостижимо при других методах флотации. Кроме того, пузырьки электролизных газов однородны по размерам, обладают малой склонностью к коалесценции после отрыва от электродов и сохраняют в течение времени пребывания в жидкости постоянные диаметры.

Размер пузырьков газа определяется природой и формой электродов, а также условиями проведения электролиза (плотностью тока, температурой идр.). Принципиально электролиз позволяет получить заранее заданное распределение пузырьков газа по размерам. Электролитическое диспергирование газа обеспечивает также получение наиболее высокодисперсной газовой фазы, что позволяет использовать электрофлотаторы для очистки воды от устойчивых коллоидных загрязнителей.

Электрофлотационные установки различаются:

1. По направлению движения воды и флотирующих газов:

−противоточные;

−прямоточные.

2.По расположению электродов:

−горизонтальные;

−вертикальные.

3.По числу камер:

−однокамерные;

−многокамерные.

4.По форме электрода:

−пластина;

−проволочная сетка.

5.По материалу электрода:

−растворимый;

−не растворимый.

Электрофлотационная установка

В электрофлотационных установках для проведения процесса флотации

используют газообразные продукты − водород и кислород, выделяющиеся на электродах при электролизе обрабатываемой воды. На катоде происходит разряд молекул воды с образованием водорода:

2Н20 + 2е →Н2 +20Н-

На аноде процесс окисления сопровождается выделением кислорода: 2Н20→02+4Н++2е

Принцип действия

Электрофлотационный аппарат представляет собой сосуд, внутри которого установлены электроды. Конструктивно электрофлотаторы (рис. 7.1) выполняются в виде прямоугольной емкости с флотокамерой 3, в которую через карман 4 поступает осветляемая суспензия или эмульсия. Отфлотировавшиеся твердые или жидкие частицы собираются в пенном слое вверхней части камеры 3 и удаляются из нее гребковым устройством 5.

Осветленная жидкость, пройдя через камеру 8 дополнительной очистки, удаляется из флотатора через карман 7 и сливной штуцер 6. Основными элементами флотатора являются плоские электроды, размещенные на наклонном днище камеры 3. На них подается напряжение не более 20 В. Положительно заряженный электрод (анод) 1 выполняется в виде сплошной пластины из графита, уложенной на дно камеры 3. Отрицательно заряженный электрод (катод) 2, изготавливаемый обычно из коррозионностойкой стальной сетки с проволочками диаметрами менее 0,3 мм, устанавливается над анодом.

Рис. 7.1. Электрофлотатор

В процессе электролиза на аноде выделяются пузырьки кислорода, а на катоде – водорода. Наклонное расположение электродов должно обеспечить, во-первых, удаление больших газовых пузырьков, образующихся в межэлектродном пространстве, во-вторых, удаление из межэлектродного пространства осаждающихся частиц примесей. Благодаря наклону создаются условия для свободного скольжения осадка по поверхности электродов.

На рис. 7.2 (а, б, в) приведены возможные схемы расположения электродов.

Рис. 7.2. Возможные схемы расположения электродов в электрофлотаторах

На схеме «а» анод 3 расположен вертикально, а катод 4 горизонтально, на схеме «б» оба электрода расположены горизонтально, на схеме «в» электроды расположены попарно вертикально. Исходные сточные воды из приемника 1 поступают во флотокамеру 6. Частицы загрязнений закрепляются на пузырьках газов, выделяющихся на электродах 3 и 4, и выносятся на поверхность

72

флотокамеры, где образуется пена 2, удаляемая в пеносборник. Очищенная сточная вода выводится через устройство 5.

Электрокоагуляционно-флотационная установка

При применении растворимых электродов (обычно железных или алюминиевых) на аноде происходит анодное растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия, приводящие к образованию хлопьев гидроокисей. Одновременное образование хлопьев коагулянта и пузырьков газа в стесненных условиях межэлектродного пространства создает благоприятные условия для надежного закрепления газовых пузырьков на хлопьях и интенсивной коагуляции загрязнений, что обеспечивает эффективность флотационного процесса. Такие установки называются электрокоагуляционнофлотационными. При пропускной способности до 10−15 м3/ч установки могут быть однокамерными, а при большей пропускной способности − двухкамерными горизонтального или вертикального типа.

Таблица 7.1 Сравнение эффективности электрофлотации и электрокоагуляции

	Параметр	Электрокоагулятор	Электрофлотатор
	Энергозатраты, кВт ч/м3	1−1,5	0,1−0,5
	Степень очистки, %	80−95	95−99,5
	Вторичное загрязнения воды	Fe 1 мг/л	Отсутствует
		Al 0,5−1 мг/л
	Вторичное загрязнение
	твердых отходов (ионы	30% (Cu, Ni, Zn, Cr)	Отсутствует
	тяжелых металлов)
	Режим эксплуатации	Периодический	Непрерывный
	Расход материалов и	Fe и/или Al − анод (5−10	Fe, Al–анод (15−30 дней)
	реагентов	дней)	Ti − анод (5−10 лет)
	Производительность, м3/ч	до 5	от 1 до 90
	Осадок гальванического	Пульпа 99% влажности	Пенный продукт
	шлама		94−96% влажности

Введение

Электрохимическая обработка – один из видов физико-химической очистки воды. Прохождение постоянного электрического тока через слой воды сопровождается процессами, в результате которых происходит деструкция (разрушение) водных загрязнений, коагуляция коллоидов, флокуляция грубодисперсных примесей и их флотация. Электрохимическая обработка применима для осветления и обесцвечивания природных вод, для их умягчения, очистки от мышьяка, удаления кремния, фтора, кислорода, для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, органику, красители, СПАВ, фенол; она позволяет корректировать значения водородного показателя рН и окислительно-восстановительного потенциала Еh, от чего зависит возможность тех или иных химических процессов; повышает ферментивную активность активного ила в аэротенках; уменьшает удельное сопротивление и улучшает условия обезвоживания органических осадков. Таким образом, электрохимическая обработка достаточно универсальна и может быть альтернативой многих механических, биохимических и химических технологий улучшения качества воды. Установки электрохимической очистки (электрофлотаторы, электрокоагуляторы, аппараты для электрохимической деструкции и др.) компактны, безотказны, просты в эксплуатации, легко автоматизируются. Их применение наиболее целесообразно для локальной очистки природных, а также бытовых и производственных сточных вод.

Электрокоагуляция.

Существует несколько электрохимических методов очистки сточных вод: анодное окисление, катодное восстановление растворенных веществ, электрокоагуляция и электродиализ. Из них наибольшее распространение получил метод электрокоагуляции, который может быть применен для удаления из сточных вод мелкодисперсных и органических примесей, эмульсий, масел, жиров, нефтепродуктов, хроматов, фосфатов.

Метод электрокоагуляции основан на физико-химическом процессе оседания (коагуляции) коллоидных систем при воздействии на них постоянным электрическим током. С помощью стальных или алюминиевых анодов сточные воды подвергаются электролизу, в результате чего происходит электрохимическое растворение металлов, загрязняющих воду.[1.2]

Для осуществления процесса коагуляции в воду могут быть введены вместо коагулянтов ионы тяжелых металлов, полученные электрохимическим путем. Для этого воду пропускают через электролизер – аппарат с опущенными в него электродами ( анодом и катодом ). На этом принципе основан процесс электрокоагуляции загрязнённых сточных вод. При использовании в качестве анода железных и алюминиевых электродов происходит электролитическое растворение, при котором в сточную воду переходят ионы этих металлов, превращающиеся в их гидроксиды или соли, обладающие коагулирующей способностью. Процесс аналогичен обработке воды соответствующими реагентами, однако, при электрокоагуляции вода не обогащается сульфатами или хлоридами, содержание которых лимитируется при сбросе очищенных вод в водоемы или использовании в оборотных системах.

При использовании нерастворимых электродов коагуляция может происходить в результате электрофоретических явлений и разряда заряженных частиц на электродах, образования в растворе веществ (хлор, кислород), разрушающих сольватные соли на поверхности частиц. Такой процесс можно использовать для очистки вод при невысоком содержании коллоидных частиц и низкой устойчивости загрязнений.

Для очистки промышленных сточных вод, содержащих высокоустойчивые загрязнения, проводят электролиз с использованием растворимых стальных или алюминиевых анодов. Под действием тока происходит растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия, которые, встречаясь с гидроксидными группами, образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев. Наступает интенсивная коагуляция.

На процесс электрокоагуляции оказывает влияние материал электродов, расстояние между ними, скорость движения сточной воды между электродами, ее температура и состав, напряжение и плотность тока. С повышением концентрации взвешенных веществ более 100 мг/л эффективность электрокоагуляции снижается. С уменьшением расстояния между электродами расход энергии на анодное растворение металла уменьшается. Теоретический расход электроэнергии для растворения 1 г железа составляет 2,9 Вт-ч, а 1 г алюминия—12 Вт-ч. Электрокоагуляцию рекомендуют проводить в нейтральной или слабощелочной среде при плотности тока не более 10 А/м², расстоянии между электродами не более 20 мм и скорости движения воды не менее 0,5 м/с.

Достоинства метода электрокоагуляции: компактность установок и простота управления, отсутствие потребности в реагентах, малая чувствительность к изменениям условий проведения процесса очистки (температура, рН среды, присутствие токсичных веществ), получение шлама с хорошими структурно-механическими свойствами.

Недостатком метода является повышенный расход металла и электроэнергии. Электрокоагуляция находит применение в пищевой, химической и целлюлозно-бу-мажной промышленности.[1.1]

Технологическая схема очистки сточных вод электрокоагуляцией показана на рисунке 1 [1.3]:

Рис. 1. Схема электрокоагуляционной установки:

1 — усреднитель; 2 — бак для приготовления раствора; 3 — источник постоянного тока; 4 — электрокоагулятор; 5 — отстойник; 6 — аппарат для обезвоживания осадка

Обезвоживание осадка проводят в фильтр-прессе или центрифуге. Выделяющийся в процессе газообразный водород можно использовать для флотации гидроксида. С этой целью в схеме очистки используют электрокоагуляторы-флотаторы, или специальные флотационные аппараты, например гидроциклоны-флотаторы. Замена отстойника на флотаторы позволяет значительно уменьшить габариты установки, сократить капитальные затраты и получить менее влажный осадок гидроксида.

Электрокоагуляционную очистку сточных вод можно использовать для очистки от эмульсий нефтепродуктов, масел, жиров (электрокоагулятор представляет собой ванну с электродами). Эффективность очистки от нефтепродуктов составляет: от масел 54—68%, от жиров 92—99% при удельном расходе электроэнергии 0,2—3,0 Вт-ч/м³.

На практике наиболее широко используют безнапорные пластинчатые электрокоагуляторы, направление движения жидкости в которых может быть горизонтальным и вертикальным. Они могут быть однопоточными, многопоточными и смешанными. При многопоточной схеме движения вода проходит одновременно через промежутки между электродами (параллельное соединение каналов). При однопоточной схеме вода проходит между электродами последовательно (последовательное соединение каналов), что уменьшает пассивацию электродов. Скорость движения воды у однопоточных электрокоагуляторов в п—1 раз больше, чем у многопоточных (га—число электродов).

При обработке сточных вод, расход которых не превышает 50-80 м³/ч, применяют метод электрокоагуляции, также его рекомендуется применять для очистки сточных вод, имеющих следующие показатели [1.1]:

рН	5-9
Концентрация Cr6+ , мг/л	До 100
Взвешенные вещества, мг/л	До 50
Содержание нефтепродуктов, мг/л	300-750
Общее содержание ионов цвет. металлов, мг/л	До 100
Концентрация каждого из ионов металлов, мг/л	До 30
Общее солесодержание, мг/л	От 300

Список использованных источников информации:

1. http://www.ekodar.ru/prom/gruppa_kompaniy/stati/metod_elektrokhimicheskogo_koagulirovaniya/

2. http://xreferat.ru/112/1312-2-vodopodgotovka.html

3. http://www.newreferat.com/ref-7228-3.html

Электрофлотация сточных вод — Потенциал-2

Общие данные

Электрофлотация — электрохимический способ очистки сточных вод, который основан на переносе загрязняющих частиц из объема жидкости на ее поверхность пузырьками газов, образующихся при электролизе воды.

Принципиальная особенность электрофлотации — возможность осуществления процесса без реагентов-собирателей (применяются только реагенты для образования осадков и их флокуляции), а также высокая дисперсность пузырьков (мкм и десятки мкм), что на 1-2 порядка меньше, чем в обычной пенной флотации, это позволяет флотировать более тонкие частицы, вплоть до ионов.

В электрофлотаторе УКОС-ПРОМ-ЭФ, который подключен к выпрямителю, происходит растворение алюминиевых либо железных анодов под действием постоянного электрического тока.

В результате электрохимической обработки сточных вод протекают следующие реакции:

• на анодах — растворение анодов с образованием ионов металлов
• на катодах — образование газообразного водорода, подщелачивание воды

Область применения

Электрофлотатор УКОС-ПРОМ-ЭФ применяется главным образом для очистки сточных вод от загрязнений в виде взвешенных веществ, гидроксидов металлов, суспензий, смолистых веществ, эмульгированных веществ, нефтепродуктов, индустриальных масел, жиров и поверхностно-активных веществ.

Комплект поставки

В основной комплект поставки входят:

• установка УКОС-ПРОМ-ЭФ требуемой производительности
• комплектующие изделия и материалы (по согласованию с Заказчиком)

Исполнение

Оборудование изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали.

Установки выпускаются для работы в полуавтоматическом или автоматическом режимах.

Условия поставки

Срок поставки: 1-3 месяца (в зависимости от типоразмера оборудования, загруженности производства, сроков поставки комплектующих).

Транспортировка: любым видом транспорта.

Складирование оборудования: под навесом, в летний период — на открытом воздухе.

Гарантия

Стандартный гарантийный срок составляет 12 месяцев со дня приёмки оборудования в эксплуатацию. Возможно увеличение срока гарантии за дополнительную плату.

Исходные требования

Установку допускается применять при следующих исходных данных:

• высота помещения для размещения оборудования — не менее 3,5 м

Технические характеристики

#	Наименование показателя	Модификация установки
		УКОС-ПРОМ-ЭФ-2	УКОС-ПРОМ-ЭФ-5	УКОС-ПРОМ-ЭФ-10	УКОС-ПРОМ-ЭФ-20
1.	Производительность, м3/ч	2	5	10	20
2.	Продолжительность работы до замены электродов, мес.	до 12 месяцев
3.	Габаритные размеры, мм:
	— длина (L)	2 226	2 500	3 470	6 150
	— ширина (B)	1 700	2 400	2 400	2 400
	— высота (H)	2 660	2 735	2 735	2 735
4.	Вес, т:
	— без воды	1,1	1,76	2,54	4,3
	— с водой	3,45	9,63	15,9	27,1
5.	Потребляемая мощность не более, кВт	10	20	40	80
6.	Режим работы	непрерывный или периодический

Дополнительные услуги

Метод электрофлотации

При электрофлотации электролитически полученные газовые пузырьки, всплывая в объеме жидкости, взаимодействуют с частицами загрязнений, в результате чего происходит их взаимное слипание, обусловленное уменьшением поверхностной энергии флотируемой частицы и пузырька газа на границе раздела фаз «жидкость-газ». Плотность образующихся агрегатов меньше плотности воды, что обуславливает их транспорт на поверхность жидкости и накопление там флотошлама, который периодически удаляется из аппарата.

196

Физико-химические процессы, имеющие место в электрофлотационных аппаратах очистки воды, включают в себя электролитическую генерацию газовых пузырьков, адгезию газовых пузырьков и частиц загрязнений, транспортирование образовавшихся агрегатов «пузырек газа-частица загрязнения» на поверхность обрабатываемой жидкости.

Важной и часто определяющей стадией электрофлотационного процесса является адгезия газовых пузырьков и частиц загрязнений, которая происходит на молекулярном уровне. Сближение пузырька и частицы осуществляется под действием внешних гидродинамических сил, а когда расстояние между ними уменьшается до 10⁶ мм, начинают действовать молекулярные силы. При этом акт прилипания частицы к пузырьку сопровождается резким уменьшением поверхностной энергии пограничных слоев и возникновением сил, стремящихся уменьшить поверхность смачивания.

Процесс флотации протекает тем успешнее, чем больше общая поверхность газовых пузырьков и чем больше площадь контакта их с флотируемыми частицами. В системах с одинаковой степенью газонаполнения жидкости суммарная поверхность более мелких пузырьков будет больше, а расстояние между частицами и пузырьками меньше, что повышает вероятность их столкновения.

Основную роль в процессе электрофлотации выполняют пузырьки водорода, выделяющегося на катоде. Размер и интенсивность образования пузырьков водорода зависят от состава и температуры обрабатываемой жидкости, поверхностного натяжения на границе раздела фаз «электрод-раствор», материала электродов, их формы и шероховатости, плотности тока. Изменяя перечисленные параметры, можно регулировать размер и интенсивность выделения пузырьков газов при электролизе, т.е. корректировать в зависимости от характера загрязнений технологический процесс очистки воды.

Размер пузырьков газа, выделяющихся на электродах, зависит от соотношения сил, воздействующих на пузырьки в момент их образования и роста: поверхностного натяжения и гидростатических сил. Чем больший размер пузырька, тем больший размер периметра, по которому пузырек удерживается на поверхности электрода, в тоже время тем больше выталкивающая сила, пропорциональная в основном объёму пузырька. Отрыв

197

пузырька от поверхности электрода происходит тогда, когда сила гидростатического поднятия превышает удерживающую силу поверхностного натяжения.

Избыток ионов ОН- в прикатодном слое за счет придания пузырькам водорода отрицательного заряда способствует отталкиванию пузырьков от поверхности электрода. Чем выше напряженность электрического поля и величина заряда электрода, тем больше силы, отрывающие пузырек от электрода, и тем мельче пузырьки. Чем большая неравномерность поверхности электрода, тем больше неравномерность электрического поля — на выступах, углах, проволоке с малым радиусом наблюдается большая напряженность поля, повышенная плотность тока, что обеспечивает быстрый рост и отрыв мелких пузырьков. Степень насыщения жидкости пузырьками водорода прямо пропорциональна катодной плотности тока и обратно пропорциональна плотности пузырьков водорода и их радиусу (а значит и скорости их подъёма):

^Аэ’У». ^Я‘^Гп -Рп ^НФ

(4.1)

где: Сп — концентрация пузырьков водорода в электрофлотационной установке;

Аэ — электрохимический эквивалент водорода; t₃ — продолжительность электролиза; i_K — катодная плотность тока; г_п — средний радиус пузырька водорода;

р_п — плотность пузырька водорода;

Нф — высота слоя обрабатываемой жидкости над электродным блоком.

Однако при плотности тока, превышающей оптимальное значение, эффект флотации может снижаться, что объясняется нарушением оптимального гидродинамического режима всплывания флотокомплексов при избытке газовых пузырьков. Вследствие этого происходит разрушение пенного слоя и «вторичное загрязнение» очищенной воды. Оптимальная плотность тока зависит от физико-химических свойств системы и обычно при очистке сточных вод от нерастворимых примесей не превышает 3 А/дм².

Оптимальной плотности тока соответствует оптимальная высота слоя обрабатываемой жидкости. Если в

198

электрофлотационном аппарате жидкость обрабатывается в слое, высота которого меньше оптимальной, то соответственно возрастает удельный расход электроэнергии. Увеличение высоты слоя сверх оптимальной не влияет на удельный расход электроэнергии, а приводит к тому, что в установке возникает дополнительный объём, расположенный между пеной и оптимальным уровнем. Этот объём не может рационально использоваться, так как прилипание газовых пузырьков к частицам происходит главным образом в слое жидкости оптимальной высоты. Таким образом, общая рабочая высота электрофлотационной установки должна определяться как сумма двух величин: оптимальной высоты слоя обрабатываемой жидкости и высоты слоя пены.

Скорость электрофлотации в значительной степени зависит от температуры обрабатываемой жидкости. Повышение температуры способствует уменьшению перенапряжения выделения водорода примерно на 2-3 мВ на каждый градус, с повышением температуры от 20 до 70-80 °С оно снижается для большинства металлов на 30-40 %. При этом уменьшается вязкость жидкости и поверхностное натяжение на границе фаз, что интенсифицирует процесс электрофлотации.

В РХТУ им. Д.И.Менделеева разработаны электрофлотационные аппараты с нерастворимыми анодами для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, жиров, масел, дисперсных органических веществ. Электрофлотационные аппараты выпускаются двух типов: безреагентный электрохимический модуль очистки и электрохимический модуль глубокой доочистки сточных вод.

Безреагентный электрохимический модуль предназначен для очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных металлов. Модуль состоит из электрокорректора pH, двухсекционного электрофлотатора, вспомогательных емкостей для промывной и очищенной воды, дозирующих насосов.

Работа модуля основана на процессах образования дисперсной фазы нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов и их электрофлотации.

Промывная вода, содержащая ионы Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Cd²⁺ индивидуально или в смеси, подается в катодную камеру

199

электрокорректора pH, где за счет электролиза воды выделяется водород и происходит подщелачивание среды до pH гидратообразования тяжелых металлов. В анодной камере, отделенной от катодной мембраной, происходит накапливание анионов S04²-, С1- и других, за счет чего происходит обессоливание воды.

В электрофлотационной камере происходит электрофлотация гидроксидов металлов в виде флотошлама.

Очистка от ионов Сг⁶⁺ производится после восстановления до Сг³⁺. Очистка циансодержащих стоков осуществляется после окисления циана.

Установка работает в непрерывном режиме и обеспечивает извлечение ионов металла в виде гидроксида, доведение pH до оптимальных значений, получение анолита для переработки флотошлама. Флотошлам удаляется из электр о флотатора пеносборным устройством. При локальной очистке сточных вод возможно повторное использование извлеченного гидроксида металла на корректировку и приготовление электролита основной ванны или для переработки электролизом на металл.

С помощью модуля очищают сточные воды с начальной концентрацией ионов тяжелых металлов не более 300 мг/л до конечной концентрации не более 1,0 мг/л. Использование модуля позволяет отказаться от реагентного хозяйства, включающего реакторы, отстойники, фильтры. Модуль легко сочетается с любым другим очистным оборудованием.

Электрохимический модуль глубокой доочистки предназначен для глубокой доочистки сточных вод (после реагентного, электрокоагуляционного и других методов предварительной очистки сточных вод гальванических производств и производств печатных плат) от ионов Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺, Al³⁺ и др. из при любом соотношении компонентов в присутствии различных анионов.

Работа модуля основана на электрофлотационном извлечении малорастворимых соединений тяжелых цветных металлов в основном в виде фосфатов индивидуально или в смеси при pH 7-10 за счет их флотации пузырьками водорода и кислорода. Использование нерастворимых анодов из титана с оксидным покрытием обеспечивает высокое качество очистки и не приводит к

200

вторичному загрязнению воды. Флотошлам удаляется из электрофлотатора пеносборным устройством.

Модуль включает в себя двухсекционный электрофлотационный аппарат, вспомогательные емкости для флокулянта и реагента, дозирующие насосы.

Остаточная концентрация по ионам тяжелых цветных металлов составляет не более 0,01 мг/л (при начальной — не более 1,0 мг/л), дисперсным веществам — 0,5-1,0 мг/л.

На рис.4.6 представлена принципиальная схема двухступенчатой электрофлотационной очистки (использовано оба модуля). Такая схема обеспечивает очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов до ПКД, дополнительное удаление ионов Са²⁺, Mg²⁺ и анионов SO4²‘, СОз²-, С1* на 15-20 %, а также эффективно удаляет жиры, масла, дисперсные частицы органической природы, снижая ХПК до 50-80 мг Ог/л.

Рис.4.6. Принципиальная схема двухступенчатой электрофлотационной очистки сточных вод: 1-сборник-усреднитель, 2-насос, 3-электрокорректор pH, 4-сборник кислотного раствора, 5-электрофлотатор, 6-смеситель, 7-емкость с раствором фосфата, 8-емкость с раствором флокулянта, 9-выпрямитель (поз.3,4,5 — безреагентный электрохимический модуль, поз.5,6,7,8 — электрохимический модуль глубокой очистки)

Электрофлотатор

Изобретение относится к физико- химической очистке сточных вод, в частности, от эмульгированных жировых загрязнений, нефтепродуктов и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной и пищевой промышленности. Электрофлотатор содержит корпус с патрубками для подвода сточной и отвода чистой воды и патрубком для отвода пены, а также размещенные в корпусе анод и катод. Корпус разделен на камеру электрофлотации и камеру доочистки с катализатором вертикальной перегородкой с нижним переливом, в верхней части камеры электрофлотации выделен отсек для сбора водорода, в верхней части камеры доочистки выделен отсек для сбора кислорода, которые снабжены отводящими трубопроводами водорода и кислорода соответственно. Катод и анод расположены перпендикулярно друг другу в камере электрофлотации. Анод имеет форму цилиндра, расположен по вертикальной оси камеры, катод выполнен в виде сетки и расположен ниже анода горизонтально. В нижней части камеры доочистки жестко закреплена газораспределительная решетка с расположенной на ней загрузкой для катализатора. Технический результат — повышение эффективности очистки сточных вод от эмульгированных органических веществ. 1 ил.

 

Изобретение относится к физико-химической очистке сточных вод, в частности от эмульгированных жировых загрязнений предприятий АПК, нефтепродуктов, и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной и пищевой промышленности.

Известен аппарат, содержащий камеру флотации с размещенным в ее нижней части блоком электродов, камеру отстаивания, скребковое устройство, устройство для подачи и отвода воды (патент RU 2051117 C1, МПК C02F 1/24, C02F 1/465, опубл. 21.12.1995 г.). Недостатком аппарата является недостаточная степень очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений и нефтепродуктов.

Известен электрофлотатор, содержащий корпус с размещенными в нем электродами в виде стальной проволочной сетки, камеру сбора флотационного шлама (патент RU 2102330 C1, МПК C02F 1/465, опубл. 20.01. 1993 г.).

Недостатком электрофлотатора является недостаточная степень очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений и нефтепродуктов.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является электрофлотатор, содержащий корпус с патрубками для отвода суспензии и отвода чистой воды, лоток для шлама, размещенные в нижней части корпуса электроды в виде анода и катода, механизм перемещения катода в вертикальном направлении (патент RU 107147 U1, 1/465(2006/01), опубл. 09.03 2011 г.), который принят за прототип.

Недостатком прототипа является недостаточная степень очистки сточных вод от эмульгированных жировых загрязнений и нефтепродуктов.

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении степени очистки сточных вод от эмульгированных органических веществ (жиров, белков, масел, нефтепродуктов).

Технический результат достигается благодаря тому, что электрофлотатор, содержащий корпус с патрубками для подвода сточной и отвода чистой воды, патрубок для отвода пены, размещенные в корпусе анод и катод, в отличие от прототипа, корпус разделен на камеру электрофлотации и камеру доочистки с катализом вертикальной перегородкой с нижним переливом, в верхней части камеры электрофлотации выделен отсек для сбора водорода, в верхней части камеры доочистки выделен отсек для сбора кислорода, которые снабжены отводящими трубопроводами водорода и кислорода соответственно, в камере электрофлотации расположены катод и анод перпендикулярно друг другу, катод имеет форму цилиндра, расположен по вертикальной оси камеры, анод выполнен в виде сетки и расположен под анодом, параллельно основанию камеры, в нижней части камеры доочистки с катализом жестко закреплена решетка для катализатора.

При электролизе воды под действием постоянного тока на электродах образуются пузырьки газа: на катоде — водорода, а на аноде — кислорода. Процесс флотационной очистки сточных вод заключается в соединении пузырьков газа, образовавшихся в результате электролиза воды на электродах, и частиц органических соединений (жира, белка, нефтепродуктов), находящихся в сточных водах во взвешенном состоянии, и последующем флотировании (всплывании) указанных соединений на поверхность воды с образованием пены.

Процесс электролиза, то есть образование пузырьков газа на электродах, зависит от плотности тока. С увеличением плотности тока увеличивается количество пузырьков газа, выделяющегося на электродах и участвующего в процессе флотации частиц органических соединений. С увеличением плотности тока в результате бурного выделения пузырьков газа процесс флотации замедляется. Оптимальным является плотность тока 10-15 мА/см². Плотность тока регулируется путем изменения величины напряжения на входе выпрямителя при помощи автотрансформатора. В качестве выпрямителя используется ВСА-МБ-К, в качестве автотрансформатора — ЛАТР-1.

Процесс окисления органических соединений усиливает применение катализатора (MnO₂), используемого в качестве загрузки в камере доочистки и катализа.

На чертеже представлена схема электрофлотатора.

Электрофлотатор содержит корпус 1 с патрубками для подвода сточной воды 2 и отвода очищенной воды 3, патрубок для отвода пены 4 и размещенные в корпусе 1 анод 5 и катод 6. Корпус разделен на две камеры электрофлотации 7 и доочистки 8 сплошной перегородкой 9 с нижним переливом (переливным отверстием) 10, в камере электрофлотации катод 6 и анод 5 расположены перпендикулярно друг другу. Анод 5 имеет форму цилиндра и расположен по вертикальной оси камеры 7, катод 6 выполнен в виде сетки и расположен горизонтально ниже анода, верхняя часть камеры 7 закрыта сборником водорода 11 с отводящим трубопроводом 12, в нижней части камеры доочистки 8 жестко закреплена газораспределительная решетка 13 с расположенной на ней загрузкой в виде катализатора 14, верхняя часть камеры 8 закрыта сборником кислорода 15 с отводящим трубопроводом 16.

Электрофлотатор работает следующим образом.

Сточная вода через патрубок 2 подается в камеру электрофлотации 7. Включается источник постоянного тока (не показан) и подается напряжение на анод 5 и катод 6. При этом происходит электролиз воды с выделением пузырьков водорода и кислорода. Анод 5, имеющий форму цилиндра, расположен по вертикальной оси камеры, основную роль в процессе флотации частиц выполняют пузырьки, выделяющиеся на его поверхности — это пузырьки кислорода. Пузырьки водорода, поднимаясь вверх, при своем движении увлекают находящиеся в сточных водах во взвешенном состоянии жиры, белки, нефтепродукты.

Таким образом, в камере электрофлотации загрязнения, извлекаемые из стоков, собираются на поверхности воды в виде пены и через патрубок 4 выводятся из корпуса. Водород собирается в сборник 11 и отводится через трубопровод 12.

Далее, недостаточно очищенная сточная вода через нижнее переливное отверстие 10, перегородку 9 переливается в камеру доочистки 8. В камеру доочистки 8 попадают сточные воды с остаточными загрязнениями, насыщенные кислородом. За счет кислорода происходит окисление органических соединений (жиры, белки, нефтепродукты). Эффективность окисления усиливается за счет загрузки в камеру доочистки на решетку 13 катализатора 14 (MnO₂) и образования псевдоожиженного слоя за счет направления насыщенных кислородом сточных вод под газораспределительную решетку 13 через переливное отверстие из камеры электрофлотации. Кислород, проходя через камеру доочистки, собирается в сборник 15 и отводится через трубопровод 16, а очищенная вода отводится из корпуса через патрубок 3.

При концентрации в исходной сточной воде следующих загрязнений: белков — 100 мг/л, нефтепродуктов — 30 мг/л, жиров — 80 мг/л, эффективность очистки составляет соответственно 79%, 84%, 92%.

Электрофлотатор, содержащий корпус с патрубками для подвода сточ-ной и отвода чистой воды, патрубок для отвода пены, размещенные в корпусе анод и катод, отличающийся тем, что корпус разделен на камеру электрофло-тации и камеру доочистки с катализатором вертикальной перегородкой с ниж-ним переливом, в верхней части камеры электрофлотации выделен отсек для сбора водорода, в верхней части камеры доочистки выделен отсек для сбора кислорода, которые снабжены отводящими трубопроводами водорода и ки-слорода, соответственно, катод и анод расположены перпендикулярно друг другу в камере электрофлотации, анод имеет форму цилиндра, расположен по вертикальной оси камеры, катод выполнен в виде сетки и расположен ниже анода горизонтально, в нижней части камеры доочистки жестко закреплена га-зораспределительная решетка с расположенной на ней загрузкой для катализа-тора.

Электрофлотатор

 

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому разделению грубодисперсных суспензий. Устройство содержит емкость 1, оборудованную устройством 2 для сбора пены. На дне емкости 1 в горизонтальной плоскости установлены аноды 3 и катоды 4, чередуя друг друга. Емкость 1 разделена на секции выполненными из электроизоляционного материала перегородками, верхние торцы которых расположены на уровне стенок емкости, а нижние торцы — у верхней части анодов 3 и катодов 4 и не препятствуют прохождению электрического тока между ними. 1 ил.

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому разделению грубодисперсных суспензий.

Известен электрофлотатор, позволяющий разделять суспензии на фракции, содержащий электрод отрицательного потенциала (катод), выполненный в виде сетки и размещенный над электродом положительного потенциала (анодом) в форме пластины (Матов Б. М. Флотация в пищевой промышленности. М. Пищевая промышленность. 1976. 167 с.). Недостатком вышеописанной конструкции является совместное прохождение пузырьков различных газов через суспензию. Проведенные нами исследования показали наличие поверхностного заряда у пузырьков, выделяющихся на электродах газов отрицательного у водорода и положительного у кислорода. Была выдвинута гипотеза о том, что заряд пузырька играет важную роль в процессе флотации (Пастухов О.Е. Гребенник В.И. Влияние электрического поля на процесс разделения птичьего помета на фракции в электрофлотационных аппаратах // Механизация процессов кормопроизводства и переработки продукции: Сб. науч. тр. / Ставроп. СХИ. Ставрополь, 1992, с. 23 26). Учитывая данное положение, смешивание пузырьков различных газов приводит к их электростатическому взаимодействию, нейтрализации заряда и, как следствие, низкой эффективности флотации. Известна конструкция электрофлотатора, свободная от данного недостатка. В ней выделяющиеся пузырьки кислорода отводятся из межэлектродного пространства, для чего катод и анод разделены токопроводящей диафрагмой и расположены под некоторым углом к горизонту (авт.св. СССР N 145215, кл. B 03 C 5/00). Существенным недостатком данного варианта является то, что выделяющийся на аноде кислород не участвует в процессе флотации, являясь побочным продуктом, что значительно увеличивает затраты энергии на разделение суспензии на фракции. Наиболее близким к предлагаемому электрофлотатору является аппарат для отделения биомассы от жидкости, содержащий электроды с положительным и отрицательным потенциалом, причем электроды с одноименным потенциалом установлены в ряд через один (авт.св. СССР N 467982, кл. C 12 B 1/26). Недостатком данной схемы также является смешивание пузырьков различных газов. Цель изобретения повышение эффективности и уменьшение энергоемкости процесса электрофлотационного разделения суспензий на фракции. Поставленная цель достигается тем, что в электрофлотаторе, содержащем емкость с размещенными в ней поочередно анодами и катодами, устройство для сбора пены, емкость снабжена вертикальными перегородками из электроизоляционного материала, верхние торцы которых расположены на уровне стенок емкости, а нижние у верхней части анодов и катодов, разделяющими емкость на анодные и катодные секции по числу электродов, при этом соотношение объемов анодной и катодной секции равно 1 2. Достижение цели изобретения обеспечивается тем, что применение рядного расположения электродов с размещением их в индивидуальных секциях позволит использовать в процессе флотации оба выделяющихся газа, то есть минимизировать энергозатраты процесса и в то же время исключить электростатическое взаимодействие пузырьков разноименных газов и нейтрализацию их поверхностного заряда, то есть увеличить эффективность разделения. Предлагаемый электрофлотатор изображен на чертеже. Он содержит емкость 1, оборудованную устройством 2 для сбора пены. На дне емкости 1 в горизонтальной плоскости установлены аноды 3 и катоды 4, чередуя друг друга. Емкость 1 разделена на секции выполненными из электроизоляционного материала перегородками 5, верхние торцы которых расположены на уровне стенок емкости 1, а нижние торцы у верхней части анодов 3 и катодов 4 и не препятствуют прохождению электрического тока между ними. электрофлотатор работает следующим образом. Емкость 1 заполняется необходимой суспензией. Электроды 3 и 4 включаются в сеть постоянного тока. В процессе электролиза на них образуются пузырьки кислорода и водорода, всплывающие на поверхность суспензии под действием силы Архимеда. Благодаря пластинам 5 пузырьки различных газов не взаимодействуют друг с другом, сохраняя полученный во время образования заряд. Во время движения на поверхность суспензии за счет электростатических сил они, образуя с частицами твердой фракции суспензии флотокомплекс, выносят последние на ее поверхность в пену, снимаемую устройством 2. Известно, что в результате электролиза водорода по объему выделяется в два раза больше, чем кислорода (Флеров В.Н. Сборник задач по прикладной электрохимии. М. Высшая школа, 1967, 291 с.). Установлено также, что эффективность флотации зависит от концентрации пузырьков электролизных газов в единице объема суспензии (Матов Б.М. Флотация в пищевой промышленности. М. Пищевая промышленность, 1976, 167 с.). Исходя из основных законов электролиза, концентрация пузырьков газа в системе находится в прямой зависимости от плотности тока в электрофлотаторе, что, в свою очередь, определяет энергозатраты процесса флотации. Поэтому концентрация пузырьков кислорода в анодной секции независимо от плотности газа в электрофлотаторе будет в два раза меньше концентрации пузырьков водорода в катодной секции при равенстве объемов указанных секций, следовательно, эффективность процесса флотации в анодной секции будет ниже, чем в катодной, что уменьшит общую эффективность разделения. Если же анодные и катодные секции выполнить в соотношении объемов 1 2, концентрации пузырьков в обоих секциях будут равными. Определив оптимальный уровень плотности тока в электрофлотаторе, можно добиться максимальной эффективности флотации при минимальных энергозатратах. В отличие от прототипа предлагаемый электрофлотатор содержит перегородки, выполненные из электроизоляционного материала, что исключает электростатическое взаимодействие пузырьков выделяющихся газов между собой. Перегородки устанавливаются от верхней части анодов и катодов, то есть они не изолируют электроды друг от друга, разделяя лишь зону флотации. Деление последней производится по соотношению объемов анодных и катодных секций 1 2, что также является отличительным признаком нашего устройства. Таким образом, предлагаемое устройство обладает рядом новых качеств, позволяющих сократить энергозатраты на процесс электрофлотационного разделения суспензий за счет использования обоих газов и увеличить эффективность флотации за счет сохранения поверхностного электрического заряда пузырьков этих газов и равномерного их распределения по объему флотатора.

Формула изобретения

Электрофлотатор, содержащий емкость с размещенными в ней поочередно анодами и катодами, устройство для сбора пены, отличающийся тем, что емкость снабжена вертикальными перегородками из электроизоляционного материала, верхние торцы которых расположены на уровне стенок емкости, а нижние торцы у верхней части анодов и катодов, разделяющими емкость на анодные и катодные секции по числу электродов, при этом соотношение объемов анодной и катодной секций 1 2 соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1