RU163807U1

RU163807U1 - ELECTROLYZER FOR WATER TREATMENT

Info

Publication number: RU163807U1
Application number: RU2015151723/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Вячеславович Кобзев; Петр Викторович Михеев; Игорь Николаевич Жуков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АКВИФЕР"
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-08-10

Abstract

Электролизер для обработки воды, содержащий полый корпус из диэлектрического материала, на котором имеются входной и выходной патрубки, размещенную в корпусе электродную кассету, а также шины для подключения электропитания к электродам кассеты, отличающийся тем, что входной и выходной патрубки установлены на корпусе под углом относительно друг друга, электролизер оснащен фланцем, одним своим торцом с возможностью разъема скрепленным с корпусом, на торце фланца, имеющем возможность скрепления с корпусом, закреплена электродная кассета, размещенная в полости корпуса, а на другой торец фланца выведены шины, имеющие возможность соединения с источником электропитания.An electrolyzer for water treatment, comprising a hollow body of dielectric material, on which there are inlet and outlet pipes, an electrode cartridge placed in the body, and also buses for connecting power to the electrodes of the cartridge, characterized in that the input and output pipes are mounted at an angle with respect to each other, the electrolyzer is equipped with a flange, one of its ends with the possibility of a connector fastened to the housing, at the end of the flange, which is able to be fastened to the housing, an electrode cassette is fixed, placed in the cavity of the housing, and on the other end of the flange are the tires with the ability to connect to a power source.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для обработки воды и может быть использована в системах водоочистки населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий для электрохимической очистки сточных и питьевых вод от взвешенных веществ, химических и радиоактивных компонентов, а также болезнетворных микроорганизмов.The utility model relates to equipment for water treatment and can be used in water treatment systems of settlements, industrial and agricultural enterprises for electrochemical treatment of wastewater and drinking water from suspended solids, chemical and radioactive components, as well as pathogens.

В настоящее время в области техники, к которой относится полезная модель, зачастую требуется проводить очистку подземной и поверхностной воды, сточных вод промышленных предприятий, содержащих большой спектр загрязнений, а также болезнетворных микроорганизмов.Currently, in the field of technology, which relates to a utility model, it is often required to purify underground and surface water, wastewater from industrial enterprises containing a wide range of contaminants, as well as pathogens.

Наиболее широкое распространение для решения данной проблемы нашли электрохимические методы обработки воды. Данные процессы более эффективны в сравнении с фильтрацией, сорбцией, ионным обменом - широко используемыми для очистки питьевой воды - по экономичности, скорости и качеству. Установки по реализации электрохимических методов, как правило, компактны, высокопроизводительны, а процессы управления ими и контроля качества воды сравнительно просто автоматизируются. Весьма часто электрохимическая обработка используется в сочетании с другими методами очистки, позволяя успешно очистить природные воды от примесей различного состава и дисперсности. Электрохимическими методами можно корректировать физико-химические свойства обрабатываемой воды, они обладают высоким бактерицидным эффектом, что значительно упрощает технологические схемы очистки. Во многих случаях электрохимические методы исключают «вторичное» загрязнение воды анионными и катионными остатками, характерными для реагентных методов. Однако при такой очистке возможно накопление газообразного водорода и гремучего газа в застойных зонах электролизеров до взрывоопасных концентраций. Это создает опасность при эксплуатации оборудования, обеспечивающего такую очистку.The most widespread solution to this problem was found by electrochemical methods of water treatment. These processes are more effective in comparison with filtration, sorption, ion exchange - widely used for purification of drinking water - in terms of efficiency, speed and quality. Installations for the implementation of electrochemical methods, as a rule, are compact, highly productive, and the processes of managing them and controlling water quality are relatively easily automated. Quite often, electrochemical treatment is used in combination with other purification methods, making it possible to successfully purify natural waters from impurities of various composition and dispersion. The electrochemical methods can be used to correct the physicochemical properties of the treated water, they have a high bactericidal effect, which greatly simplifies the technological schemes of treatment. In many cases, electrochemical methods exclude "secondary" water pollution by anionic and cationic residues characteristic of reagent methods. However, with such cleaning, the accumulation of gaseous hydrogen and detonating gas in the stagnant zones of electrolysis cells to explosive concentrations is possible. This creates a hazard when operating equipment that provides such cleaning.

Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, в корпусе помещены анодная и катодная полупроницаемые камеры, в которых находятся электроды (анод и катод). Стенки анодной камеры выполнены двухслойными, внутренний слой выполнен из плотной брезентовой ткани, наружный - из углеродной ткани. Снаружи электроды защищены тканевыми чехлами. Электроды представляют собой тонкие углеродные пластины, содержащие электропроводные волокна углерода, связанные между собой пиролитическим углеродом.Known electrolyzer for water treatment, comprising a housing, anode and cathode semi-permeable chambers are placed in the housing, in which electrodes (anode and cathode) are located. The walls of the anode chamber are made of two layers, the inner layer is made of dense canvas fabric, and the outer one is made of carbon fabric. Outside, the electrodes are protected by fabric covers. The electrodes are thin carbon plates containing electrically conductive carbon fibers bonded together by pyrolytic carbon.

При работе электролизера на электроды от сети подают напряжение, электрический ток походит между плоскостями катода и анода, с течением времени в катодной камере в результате воздействия электрического и магнитного поля на воду происходит повышение рН католита и снижение рН анолита в анодной камере до заданного уровня. Для получения щелочной воды в камере с рН 8-10 и кислотной с рН 1-3 в камере продолжительность процесса составляет 4-10 мин. Полученную активированную воду сливают в отдельные емкости для практического пользования.During the operation of the electrolyzer, voltage is applied to the electrodes from the network, the electric current flows between the planes of the cathode and the anode, over time, the catholyte rises in the cathode chamber as a result of the influence of the electric and magnetic fields on the water and the anolyte rn decreases in the anode chamber to a predetermined level. To obtain alkaline water in a chamber with a pH of 8-10 and acidic with a pH of 1-3 in the chamber, the process takes 4-10 minutes. The resulting activated water is poured into separate containers for practical use.

(см. патент РФ №2082677, кл. C02F 1/461, 1997 г.).(see RF patent No. 2082677, CL C02F 1/461, 1997).

В результате анализа конструкции данного электролизера необходимо отметить, что он является не проточным, а периодического действия, что ограничивает его производительность, а, кроме того, данный электролизер обеспечивает активирование воды, но не ее очистку.As a result of the analysis of the design of this electrolyzer, it is necessary to note that it is not flowing, but of periodic action, which limits its productivity, and, in addition, this electrolyzer provides water activation, but not its purification.

Известно устройство для электрохимической обработки воды, содержащее корпус с входными и выходными патрубками, размещенные в корпусе титановые электроды с межэлектродным расстоянием между ними менее 1 мм, а также средство подвода тока к электродам.A device is known for electrochemical water treatment, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, titanium electrodes placed in the housing with an interelectrode distance between them of less than 1 mm, and a means for supplying current to the electrodes.

В процессе работы устройства обеспечивается проточной режим обрабатываемой воды через устройство за счет подачи ее через входные патрубки в полость корпуса, в котором проводится ее электрохимическая обработка, и отвода обработанной (очищенной) воды через выходные патрубки.During operation of the device, a flowing mode of the treated water through the device is ensured by supplying it through the inlet pipes to the cavity of the housing in which it is electrochemically processed, and discharging the treated (purified) water through the outlet pipes.

(см. патент РФ №2500625, кл. G02F 1/461, 2013 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent No. 2500625, class G02F 1/461, 2013) is the closest analogue.

В результате анализа конструкции известного устройства необходимо отметить, что, по сравнению с приведенным выше, оно обеспечивает электрохимическую обработку (очистку) воды в проточном режиме, однако в процессе проведения электрохимической обработки в полости корпуса возможно скопление продуктов электрохимической реакции - водорода и/или гремучего газа, что создает опасность эксплуатации устройства.As a result of the analysis of the design of the known device, it should be noted that, in comparison with the above, it provides electrochemical treatment (purification) of water in a flow mode, however, during the electrochemical treatment in the body cavity, an accumulation of the products of the electrochemical reaction - hydrogen and / or explosive gas is possible , which creates a danger of operation of the device.

Техническими результатом настоящей полезной модели является разработка конструкции электролизера, обеспечивающей безопасность его эксплуатации за счет исключения образования в полости корпуса застойных зон, в которых возможно накапливание продуктов электрохимической реакции - водорода и/или гремучего газа до взрывоопасных концентраций.The technical result of this utility model is the development of the design of the electrolyzer, ensuring the safety of its operation by eliminating the formation of stagnant zones in the body cavity in which it is possible to accumulate the products of the electrochemical reaction - hydrogen and / or explosive gas to explosive concentrations.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в электролизере для обработки воды, содержащем полый корпус из диэлектрического материала, на котором имеются входной и выходной патрубки, размещенную в корпусе электродную кассету, а также шины для подключения электропитания к электродам кассеты, новым является то, что входной и выходной патрубки установлены на корпусе под углом друг относительно друга, электролизер оснащен фланцем, одним своим торцом с возможностью разъема скрепленным с корпусом, на торце фланца, имеющим возможность скрепления с корпусом, закреплена электродная кассета, размещенная в полости корпуса, а на другой торец фланца выведены шины, имеющие возможность соединения с источником электропитания.The specified technical result is ensured by the fact that in the electrolyzer for water treatment, containing a hollow body of dielectric material, on which there are inlet and outlet pipes, an electrode cartridge placed in the body, and also buses for connecting power to the electrodes of the cartridge, the new one is that the input and the outlet nozzles are mounted on the housing at an angle relative to each other, the electrolyzer is equipped with a flange, one of its ends with the possibility of a connector fastened to the housing, at the end of the flange, with awn bonding with the housing, the cassette is fixed electrode placed in the cavity of the housing and the other end flange removed tires having connectivity to a power source.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где:The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, where:

- на фиг. 1 схема электролизера, горизонтальное исполнение;- in FIG. 1 diagram of the electrolyzer, horizontal design;

- на фиг. 2 - схема электролизера, вертикальное исполнение;- in FIG. 2 - diagram of the electrolyzer, vertical design;

- на фиг. 3 - электродная кассета.- in FIG. 3 - electrode cassette.

Электролизер для обработки воды содержит полый корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, на корпусе имеются патрубки 2 (входной) и 3 (выходной), соответственно, для входа подлежащей обработке и выхода обработанной воды. К одному из торцов корпуса торцом пристыкован фланец 4, выполненный из диэлектрического материала. К одному из торцов фланца прикреплена электродная кассета 5, а на другой выведены шины 6 для подвода к электродам кассеты электропитания. Электродная кассета состоит из не менее, чем двух электродов (анод и катод). Электроды кассеты имеют плоскую форму и собираются в блок при помощи диэлектрических втулок. Кассеты, собранные более чем из двух электродов, содержат четное количество электродов. Чередующиеся друг относительно друга анод и катод имеют возможность подключения к источнику постоянного электрического тока как по полярной, так и по биполярной схеме.The electrolyzer for water treatment contains a hollow body 1 made of dielectric material, on the body there are nozzles 2 (input) and 3 (output), respectively, for entering the treated water and leaving the treated water. A flange 4 made of a dielectric material is docked to one of the ends of the casing. An electrode cassette 5 is attached to one of the ends of the flange, and buses 6 are brought out to the other for supplying electrodes to the electrodes of the cassette. The electrode cassette consists of at least two electrodes (anode and cathode). The cassette electrodes are flat and assembled into a block using dielectric bushings. Cartridges assembled from more than two electrodes contain an even number of electrodes. Alternating relative to each other, the anode and cathode have the ability to connect to a source of constant electric current in both polar and bipolar circuits.

При сборке электролизера скрепляют элементами крепления (не показаны) торец корпуса 1 и торец фланца 4, причем перед креплением фланец располагают относительно корпуса таким образом, чтобы в собранном положении устройства электродная кассета 5 располагалась в полости корпуса 1.When assembling the electrolyzer, the end face of the housing 1 and the end face of the flange 4 are fastened with fastening elements (not shown), and before mounting the flange is positioned relative to the housing so that in the assembled position of the device, the electrode cartridge 5 is located in the cavity of the housing 1.

Работа электролизера осуществляется следующим образом.The operation of the electrolyzer is as follows.

Для работы электролизер монтируют на установку по очистке воды таким образом, что выходной патрубок находится в верхней точке (части) электролизера. Это всегда возможно, если входной и выходной патрубки расположены под углом друг к другу. Такое их относительное расположение обеспечивает условие, что при вертикальной или горизонтальной схеме монтажа электролизера оно может быть установлено так, что всегда выходной патрубок будет находиться в верхней точке (части) электролизера. Такое расположение патрубков гарантирует отсутствие застойных зон в процессе очистки воды. Благодаря тому, что фланец скреплен с корпусом, а электродная кассета - с фланцем, электролизер работоспособен в любом заданном пространственном положении.For operation, the electrolyzer is mounted on a water treatment plant so that the outlet pipe is at the top point (part) of the electrolyzer. This is always possible if the inlet and outlet nozzles are angled to each other. Such their relative location provides the condition that with a vertical or horizontal installation pattern of the electrolyzer, it can be installed so that the output pipe will always be at the top point (part) of the electrolyzer. This arrangement of the nozzles ensures the absence of stagnant zones in the process of water purification. Due to the fact that the flange is fastened to the housing, and the electrode cassette is attached to the flange, the electrolyzer is operable in any given spatial position.

При работе электролизера исходная вода поступает в полость корпуса через входной патрубок 2, проходит вдоль поверхности электродов кассеты 5, пронизывается концентрированными токовыми импульсами, в результате чего обеспечивается обеззараживание воды от болезнетворных микроорганизмов, а также окисление катионов металлов, содержащихся в воде до их гидроокисей, частично выпадающих в осадок, а, частично, остающихся в воде в виде взвеси. Обработанная вода через выходной патрубок 3 выдается потребителям или поступает в контактные емкости (не показаны) для последующей обработки.During the operation of the electrolyzer, the source water enters the body cavity through the inlet pipe 2, passes along the surface of the electrodes of the cassette 5, is penetrated by concentrated current pulses, as a result of which the water is disinfected from pathogens, as well as the oxidation of metal cations contained in water to their hydroxides, partially precipitated, and, partially, remaining in the water in the form of a suspension. Treated water through the outlet pipe 3 is issued to consumers or enters into contact containers (not shown) for further processing.

Конструкция электролизера предотвращает появление застойных зон в полости корпуса, что исключает возможность накапливания в этих зонах водорода и(или) гремучего газа до взрывоопасных концентраций.The design of the electrolyzer prevents the appearance of stagnant zones in the cavity of the housing, which eliminates the possibility of accumulation in these zones of hydrogen and (or) explosive gas to explosive concentrations.

Кроме того, благодаря такой конструкции устройства обеспечивается регламентное обслуживание и замена кассеты без демонтажа электролизера из установки по очистке воды.In addition, due to this design of the device, scheduled maintenance and replacement of the cassette without dismantling the electrolyzer from the water treatment plant is provided.

Claims

An electrolyzer for water treatment, comprising a hollow body of dielectric material, on which there are inlet and outlet pipes, an electrode cartridge placed in the body, and also buses for connecting power to the electrodes of the cartridge, characterized in that the input and output pipes are mounted at an angle with respect to each other, the electrolyzer is equipped with a flange, one of its ends with the possibility of a connector fastened to the housing, at the end of the flange, which is able to be fastened to the housing, an electrode cassette is fixed, placed in the cavity of the housing, and on the other end of the flange are displayed tires that can be connected to a power source.