C25B11 / 04 - електролітичні способи; електрофорез; пристрою для них (електродіаліз, електроосмос, поділ рідин за допомогою електрики B01D; обробка металу впливом електричного струму високої щільності B23H; обробка води, промислових і побутових стічних вод або відстою стічних вод електрохімічними способами C02F 1/46; поверхнева обробка металевого матеріалу або покриття, що включає принаймні один спосіб, який охоплюється класом C23 та принаймні інший спосіб, що охоплюється цим класом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная або катодний захист C23F; електролітичні способи п олучение монокристалів C30B; металізація текстильних виробів D06M 11/83; декоративна обробка текстильних виробів місцевої
C02F1 / 467 - Обробка води, промислових і побутових стічних вод або відстою стічних вод (поділ взагалі B01D; спеціальні пристрої на судах для обробки води, промислових і побутових стічних вод, наприклад для отримання питної води B63J; додавання до води речовин для запобігання корозії C23F ; обробка рідин, забруднених радіоактивними речовинами G21F 9/04)
Власники патенту RU 2393997:
ІНДУСТРІЄ ДЕ НОРА С.П.А. (IT)
Винахід відноситься до пристрою і способу електрохімічної обробки стічних вод з метою зниження ГПК. Суть винаходу полягає в тому, що для зниження ГПК стічні води піддають анодному окисленню в пристрої, що містить перший електролізер, обладнаний анодом першого типу для виділення кисню, з'єднаний послідовно або паралельно з щонайменше одним другим електролізером, обладнаним анодом другого типу для виділення кисню, причому матеріал анода другого типу має більш високу перенапруження виділення кисню, ніж матеріал анода першого типу. Анод першого типу переважно заснований на допированного бором синтетичному алмазі, а анод другого переважно містить оксиди олова і сурми. Технічний результат полягає в збільшенні ступеня руйнування речовин, хімічно які споживають кисень (ГПК-речовин), при одночасному збільшенні виходу за струмом реакції окислення ГПК-речовин, що призводить до зниження витрат на електричну енергію. 2 н. і 8 з.п. ф-ли.
Обробка стічних вод з дуже високим ГПК (хімічним споживанням кисню) вище по потоку щодо установок біологічної очистки є досить складною. З цієї причини було вивчено лише кілька електрохімічних методик попередньої обробки для зниження ГПК. Окислення речовин, хімічно які споживають кисень (ГПК-речовин), може бути здійснено шляхом електролізу на анодах, що характеризуються високим перенапруженням виділення кисню або володіють схожими специфічними електрокаталітичні властивостями.
В їх число входять покриті оксидами олова і сурми електроди, і посилання на них будуть робитися в наступному як на обмежуємося приклад анодів з високим перенапруженням кисню. Такі електроди використовували в відомих в даній області техніки плоских електролізерах, наприклад в перпендикулярних електролізерах проточного типу. У таких електролізерах підлягає обробці розчин пропускають по черзі через аноди і катоди, що складаються з сіток або губок. Зниження ГПК за цією методикою фактично спостерігали лише в кількох видах стічних вод, але, тим не менш, з такою системою пов'язаний дуже низький вихід по току реакцій окиснення ГПК-речовин, навіть незважаючи на те, що зниження ГПК є настільки низьким, як приблизно 50 %.
Відомий інший вид електрода з більш високим перенапруженням кисню, ніж у покритих оксидами олова і сурми анодів, а саме допирований бором алмазний електрод ( «boron-doped diamond electrode»), який складається з шару допированного бором алмазу (ДВА), обложеного на провідній підкладці . Недоліки електрода цього типу є двоякими, а саме його вартість і його відносна крихкість, що вимагає спеціальних і дорогих електролізерів для його використання; з іншого боку, його значно вищий потенціал при виділенні кисню призводить до значно більших ступенях зниження ГПК при кращих виходах по току. Можна припустити, що через високий потенціалу ряд молекул, що вносять свій внесок в ГПК, руйнуються шляхом дисоціації їх основних ланцюгів.
Винахід полягає в одночасному використанні електродів щонайменше двох типів в електрично послідовно або паралельно з'єднаних електролізерах. Підгрунтя полягає в тому, щоб використовувати в найвищого ступеня доступніші і менш дорогі елементи, тобто аноди на основі оксидів олова і сурми або інші еквівалентні електроди, встановлені в звичайному електрохімічному пластинчастому або трубчастому реакторі, і в меншій мірі - ДБА-електрод, встановлений в своєму власному відповідному електролізері, для проведення частини реакції, яка не може бути здійснена на анодах на основі оксидів олова і сурми або еквівалентних їм. Частково зруйнувавши молекули, що формують ГПК, на ДБА-аноді, стає легше завершити їх окислення на аноді на основі оксидів олова і сурми, що підтверджено експериментальними спостереженнями. Для кожного виду стічних вод буде необхідно визначити найбільш підходяще пайову (пропорційне) розподіл електричного струму між двома процесами окислення на ДВА і на електроді на основі оксидів олова і сурми. Ідеальне пайовий розподіл струму зазвичай становить між 55:45 і 95: 5, в залежності від виду стічних вод; такий розподіл може бути отримано дуже простим чином, діючи на загальну анодний поверхню в кожному електролізері (наприклад, шляхом встановлення відношення загальної анодної поверхні анода на основі оксидів олова і сурми до ДВА на значенні, що становить між 55:45 і 95: 5), але можливі також і інші рішення. Для тих установок, де потрібно обробляти кілька видів стічних вод, доцільно, щоб такий розподіл струму було регульованим за допомогою систем, відомих в даній області техніки.
Електрод на основі оксидів олова і сурми може бути виконаний згідно з різними типологиям, наприклад, він може бути отриманий у вигляді керамічного електрода, наприклад, отриманого спіканням порошків двох оксидів, необов'язково змішаних з іншими компонентами, або ж він може складатися з металевої основи, наприклад, з титану або іншого вентильного металу, покритою оксидами олова і сурми, необов'язково змішаними з невеликими кількостями провідних елементів (наприклад, міді) або елементів з бажаними електрохімічними властивостями і (наприклад, іридію), щоб відрегулювати його потенціал. В принципі, можна також використовувати аноди з титану, вкриті каталізаторами виділення кисню (наприклад, сумішами оксидів іридію і танталу), проте в цьому випадку перенапруження кисню виявляється дуже низьким, і приєднання електролізерів відповідно до винаходу призводить до менш сприятливих результатів.
Таким чином, у винаході запропоновано пристрій для зниження ГПК стічних вод шляхом анодного окислення, що містить перший електролізер, обладнаний анодом першого типу для виділення кисню, з'єднаний послідовно або паралельно з щонайменше одним другим електролізером, обладнаним анодом другого типу для виділення кисню, причому матеріал анода другого типу має більш високу перенапруги виділення кисню, ніж матеріал анода першого типу.
Переважно другий електролізер має меншу загальну анодний поверхню, ніж перший електролізер, а конкретніше, відношення між поверхнею анода першого типу і поверхнею анода другого типу становить між 55:45 і 95: 5 включно.
Переважно анод другого типу для виділення кисню другого електролізера є допирований бором алмазний анод, а анод першого типу для виділення кисню першого електролізера містить оксиди олова і сурми.
Переважно відношення між електричним струмом, що подається до першого і другого електролізер, є регульованим.
У винаході також запропоновано спосіб зниження ГПК стічних вод, що включає в себе здійснення процесу анодного окислення в пристрої по винаходу.
Переважно при здійсненні цього способу ставлення між електричним струмом, що подається до першого і другого електролізер, становить між 55:45 і 95: 5 включно.
Далі тут представлені результати по обробці ГПК звичайної знежирюючий ванни. У випадку з електродами, покритими оксидами олова і сурми і встановленими в електролізері типу RETEC®, ГПК знижувалося наполовину протягом 100 годин при середньому виході по току в приблизно 7%. Після з'єднання попереднього електролізера з другим електролізером, що містить ДБА-електрод, встановлення 90% струму на електролізері RETEC® і 10% на обладнаному ДБА-електродом електролізері досягли руйнування 80% ГПК протягом приблизно 100 годин при середньому виході по току вище 24%. Таким чином, цей спосіб забезпечує можливість сильного поліпшення ступеня руйнування ГПК при кращому виході за струмом (більш низьких витратах на електричну енергію), одночасно скорочуючи капіталовкладення, зумовлені використанням ДБА-електродів, обмеженням їх застосування невеликим відсотком обробки.
1. Пристрій для зниження ГПК стічних вод шляхом анодного окислення, що містить перший електролізер, обладнаний анодом першого типу для виділення кисню, з'єднаний послідовно або паралельно з щонайменше одним другим електролізером, обладнаним анодом другого типу для виділення кисню, причому матеріал анода другого типу має більш високе перенапруження виділення кисню, ніж матеріал анода першого типу.
2. Пристрій за п.1, в якому згаданий другий електролізер має меншу загальну анодний поверхню, ніж згаданий перший електролізер.
3. Пристрій за п.1, в якому згаданий анод другого типу для виділення кисню згаданого другого електролізера є допирований бором алмазний анод.
4. Пристрій за п.1, в якому згаданий анод першого типу для виділення кисню згаданого першого електролізера містить оксиди олова і сурми.
5. Пристрій за п.2, в якому згаданий анод першого типу для виділення кисню згаданого першого електролізера містить оксиди олова і сурми.
6. Пристрій за п.3, в якому згаданий анод першого типу для виділення кисню згаданого першого електролізера містить оксиди олова і сурми.
7. Пристрій за п.2, в якому відношення між поверхнею згаданого анода першого типу і поверхнею згаданого анода другого типу становить між 55:45 і 95: 5.
8. Пристрій за допомогою одного з попередніх пунктів, в якому відношення між електричним струмом, що подається до згаданого першого і згаданого другого електролізер, є регульованим.
9. Спосіб зниження ГПК стічних вод, що включає в себе здійснення процесу анодного окислення в пристрої за допомогою одного з попередніх пунктів.
10. Спосіб за п.9, в якому відношення між електричним струмом, що подається до згаданого першого і згаданого другого електролізер, становить між 55:45 і 95: 5.