SU1691318A1 - Method of electrochemical purification of water - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к очистке воды электрохимическими методами. Цель изобретени  - повышение степени очистки воды . Обработку воды ведут в диафрагменном электролизере асимметричным переменным током. Поток воды, вытекающий из катодной камеры электролизера подвергаетс  магнитной обработке в посто нном магнитном поле с одновременной фильтрацией через металлокерамический М12 А1-фильтр. Остаточное содержание ионов железа The invention relates to the purification of water by electrochemical methods. The purpose of the invention is to increase the degree of water purification. Water treatment is carried out in an diaphragm electrolyzer with an asymmetrical alternating current. The stream of water flowing out of the cathode chamber of the electrolyzer is subjected to magnetic treatment in a constant magnetic field with simultaneous filtration through a metal-ceramic M12 A1 filter. The residual content of iron ions

Description

(Л(L

СWITH

Изобретение относитс  к электрохимическим способам очистки природных, технологических и сточных вод от механических примесей, солей жесткости, ионов т желых металлов, органических примесей и может быть использовано дл  получени  воды хоз йственно-бытового назначени .The invention relates to electrochemical methods for purification of natural, process and waste waters from mechanical impurities, hardness salts, heavy metal ions, organic impurities and can be used to produce household water.

Цель изобретени  - повышение степени очистки.The purpose of the invention is to increase the degree of purification.

На фиг. 1 изображена структурна  схема установки, на которой проводилось испытание эффективности способа, состо щей из двухкамерного электролизера 1, блока питани  2, формирующего асимметричную форму .питающего напр жени , амперметров 3, емкости с водой 4, перистальтического насоса 5,испытуемого устройства обработки катодной воды 6, приемных емкостей дл  катодной 7 и анодной 8 воды.FIG. Figure 1 shows a schematic diagram of an installation on which a test of the method was carried out, consisting of a two-chamber electrolyzer 1, a power supply 2, forming an asymmetrical shape of the supply voltage, ammeters 3, a water tank 4, a peristaltic pump 5, a test device for cathode water 6 , receiving tanks for cathode 7 and anode 8 water.

Способ был реализован при помощи устройства , приведенного на фиг. 2, состо щего из посто нного магнита 9, между полюсов которого размещен фильтрующий элемент 10, камеры дл  подачи очищаемой воды 11 и камеры дл  отвода очищенной воды 12.The method was implemented using the device shown in FIG. 2, consisting of a permanent magnet 9, between the poles of which a filtering element 10 is placed, a chamber for supplying purified water 11 and a chamber for draining purified water 12.

Пример. Артезианска  вода со скважины , линейна  скорость воды в камере омагничивани  1,3 м/ч, сила тока 1А, асимметри  тока 8:1, рН католита 10,8, напр женность магнитного пол  измен лась в пределах 12-143 кА/м, фильтр СВС состава Nia-AI.Example. Artesian water from a well, linear water velocity in the magnetization chamber 1.3 m / h, current 1A, current asymmetry 8: 1, catholyte pH 10.8, magnetic field strength varied within 12-143 kA / m, filter SHS composition Nia-AI.

Вода, вытекающа  из катодной камеры электролизера, содержаща  коллоидные частицы гидроокиси железа и ультрадисперсную смесь солей жесткости, поступает через камеру 11 (см. фиг. 2) к фильтрующему элементу 10, помещенному между полюсамиWater flowing out of the cathode chamber of the electrolyzer, containing colloidal particles of iron hydroxide and ultrafine mixture of hardness salts, flows through chamber 11 (see Fig. 2) to the filter element 10 placed between the poles.

о юo you

соwith

0000

посто нного магнита 9. Проход  через электропровод щий слой фильтрующего материала со скоростью пор дка 1,3 м/ч, коллоидные частицы гидроокиси железа перераспредел ют свой зар д, вследствие чего снимаютс  преп тстви  к их укрупнению, что приводит к быстрому формированию осадка. Соединени  железа  вл ютс  маг- нитоактивными частицами, и поэтому действие магнитного пол  (Н 100 ±10 кА/м) способствует, по-видимому, еще большему ускорению коагул ции, В процессе быстрого образовани  осадка эффективно захватываютс  частицы солей жесткости и, в итоге, на выходе из камеры 12 вода содержит меньше солей, чем вода, очищенна  по способу-прототипу.permanent magnet 9. The passage through the electrically conductive layer of filter material at a speed of about 1.3 m / h, the colloidal iron hydroxide particles redistribute their charge, as a result of which the obstacles to their coarsening are removed, which leads to the rapid formation of sludge. The iron compounds are magnetoactive particles, and therefore the action of the magnetic field (H 100 ± 10 kA / m) apparently contributes to an even greater acceleration of coagulation. In the process of rapid sedimentation, particles of hardness are effectively captured and, as a result, at the outlet of chamber 12 water contains less salts than water purified by the prototype method.

Опытные данные приведены в табл. 1; данные по вли нию напр женности магнитного пол  приведены в табл. 2.Experimental data are given in table. one; The data on the effect of magnetic field intensity are given in Table. 2

Как следует из представленных данных, при напр женности ниже 90 кА/м не достигаетс  необходимой степени очистки, превышение ее выше 110 кА/м не вли ет на степень очистки, но ведет к повышенным энергозатратам.As follows from the data presented, when the voltage is below 90 kA / m, the required degree of purification is not achieved, exceeding it above 110 kA / m does not affect the degree of purification, but leads to increased energy consumption.

Также проведены эксперименты по фильтрации катодной воды различными фильтрами:Also conducted experiments on the filtration of cathode water by various filters:

-Фильтрование проводилось через бумажный фильтр (син   лента).- Filtration was carried out through a paper filter (blue ribbon).

-Фильтрование через фильтр, полученный спеканием порошка никел  марки ПНК.- Filtration through a filter obtained by sintering PNK nickel powder.

-Фильтрование через фильтр, полученный СВС-синтезом смеси порошков никел  (ПНК) и алюмини  (ПА-4),- Filtration through a filter obtained by SHS-synthesis of a mixture of powders of nickel (PNK) and aluminum (PA-4),

-Фильтрование через фильтр, полученный спеканием порошка алюмини  марки ПА-4.- Filtration through a filter obtained by sintering aluminum powder brand PA-4.

Все процессы фильтрации проводились в магнитном поле с напр женностью 96 КА/м при линейной скорости потока 1,3 м/ч. Данные приведены в табл. 3. Содержание железа до и после фильтров контролировалось методом химического анализа. Как следует из эксперимента, наибольша  степень фильтрации достигаетс  на фильтре состава , полученном по СВС-тех- нологии.All filtration processes were carried out in a magnetic field with a strength of 96 KA / m at a linear flow rate of 1.3 m / h. The data are given in table. 3. The iron content before and after the filters was controlled by chemical analysis. As follows from the experiment, the highest degree of filtration is achieved on the composition filter, obtained by the SHS technology.

Поперечный разрез фильтров бывших в эксплуатации показал, что в фильтрах, полученных из порошков никел  или алюмини A cross-section of used filters showed that in filters derived from nickel or aluminum powders

спеканием, работает весь объем фильтра, на что указывает наличие частиц гидроокиси железа по всей толщине фильтра. Плотность частиц убывает равномерно от наружнойsintering, the entire volume of the filter works, as indicated by the presence of iron hydroxide particles throughout the thickness of the filter. Particle density decreases evenly from the outer

границы до внутренней.border to the inside.

При просмотре поперечного сечени  (сделанного параллельно направлению достижени  фильтруемого потока жидкости) фильтра состава оказалось, что а процессеWhen viewing the cross section (made parallel to the direction of the filtered fluid flow) of the composition filter, it turned out that

фильтрации участвует лишь наружный слой фильтрующего материала толщиной пор дка 1 мм при общей толщине фильтрующего сло  60 мм.filtering involves only the outer layer of filter material with a thickness of about 1 mm with a total thickness of the filter layer of 60 mm.

Этот эффект указывает на каталит ическое вли ние материала фильтра на процесс формировани  осадка. Поверхность СВС- фильтра при фильтровании воды, вытекающей из катодной камеры электролизера, инициирует образование автофильтрующего сло  осадка, который в дальнейшем участвует в процессе фильтрации. Осадок накапливаетс  в виде шубы, который легко смыкаетс  кратковременной обратной промывкой, и восстанавливаетс  работоспособность фильтра.This effect indicates the catalytic effect of the filter material on the precipitate formation process. The surface of the SHS filter during the filtration of water flowing out of the cathode chamber of the electrolyzer, initiates the formation of an auto-filter sludge layer, which further participates in the filtration process. The precipitate accumulates in the form of a fur coat, which is easily closed with a short backwash, and the filter is restored to working capacity.

Проведенные данные позвол ют сделать вывод о том, что проведение магнитной обработки катодной воды с одновременной фильтрацией через металлокерамическийThe carried out data allow us to conclude that conducting magnetic processing of cathode water with simultaneous filtration through cermet

СВС-фильтр позвол ет добитьс  более высокой степени очистки воды без дополнительных энергозатрат.The SHS filter makes it possible to achieve a higher degree of water purification without additional energy consumption.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ электрохимической очистки воды , включающий последовательную обработку в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов при подаче на них переменного асимметричного напр жени  с соотношением катодной и анодной составл ющих (8-10):1 и фильтрацию перед обработкой в анодной камере, отличающийс  тем, что, с цельюA method of electrochemical purification of water, including sequential processing in the cathode and anode chambers of a diaphragm electrolyzer using insoluble electrodes when applying a variable asymmetric voltage to them with a ratio of cathode and anode components (8-10): 1 and filtering before processing in the anode chamber, which differs in order to повышени  степени очистки, фильтрацию ведут в посто нном магнитном поле напр женностью 100 ±10 кА/М, направление которого перпендикул рно направлению потока воды с использованием NI2-AI металлокерамического фильтра, изготовленного методом самораспростран ющегос  высокотемпературного синтеза.increasing the degree of purification, filtering is carried out in a constant magnetic field with a strength of 100 ± 10 kA / M, the direction of which is perpendicular to the direction of water flow using an NI2-AI metal-ceramic filter manufactured by self-propagating high-temperature synthesis. ТаблицаTable Таблица 2table 2 Таблица 3Table 3 Фиг.11 ЯI 4040