201278. lajstromszámú szabadalom • Elektrolizáló berendezés kationokat, valamint elektrolitikusan oxidálható anionokat és/vagy szerves vegyületeket tartalmazó szennyvizek és koncentrátumok kezelésére
HU 201278 A A találmány tárgya elektrolizáló berendezés kationokat, különösen nehéz- és színesfém kationokat - például Au+, Ag+, Zn++, Cd++, Cu+ és Ni+ + ionokat valamint elektrolitikusan oxidálható anionokat és/vagy szerves vegyületeket - például Cl- és CN- ionokat, stb. - tartalmazó szennyvizek és koncentrátumok kezelésére. A találmány a szennyvizek és koncentrátumok kezelésén túlmenően az elektrolízis során kiváló fém poralakban történő kinyerésére is alkalmas. Szennyvizek, koncentrátumok elektrolízis útján történd kezelésére szolgáló berendezések számos változata ismert. A 165 292 lajstromszámú magyar szabadalom tárgya például eljárás és berendezés finom lebegőanyagokat, illetve oldott, emulgeált vagy szuszpendáft organikus és/vagy anorganikus szennyeződéseket tartalmazó szennyvizek tisztítására. Az eljárás lényege, hogy a durva szennyeződésektől megtisztított szennyvizet habképzők jelenlétében vízszintes elektromos mezőn folyamatosan átvezetve elektrolízisnek vetik alá, és a keletkezett habot eltávolítják. A javasolt berendezésnek előszűrő és előtisztító rendszere, továbbá függőleges elektródákból kialakított zárt elektrolízis-cellái vannak. A szennyvizet az elektrolízis-cellákban alulról szivattyú nyomja be. Az elektrolízis-cellákból a folyadék lefolyókamrába kerül. A keletkező habot hableválasztóval távolítják el. A kívánt tisztítóhatás eléréshez általában több párhuzamos elektrolízis-cellára van szükség. A 4 439 290 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból olaj-víz emulziók elektrolízis útján történő folyamatos szétválasztására szolgáló berendezés ismerhető meg. A berendezésnek hengeres elektrolízis-cellája van, amely katódpotenciálra kötött hengeres külső fémházból és annak belsejében centrikusán elhelyezett rúdalakú anódból épül fel. A függőleges helyzetű elektrolízis-cellának alsó folyadékbevezetése és felső folyadékkivezetése van. A kezelendő folyadékot a hengeres elektrolízis-cellában szivattyú segítségével alulról felfelé áramoltatják. Az elektrolízis-cellán történő áthaladás közben az emulzió az anód környezetében az oldatba kerüld fém hatására szétbomlik, fém-hidroxid keletkezik, amely abszorbeálja az amulzióból kiszabadult olajrészecskéket. A fémhidfoxid-olaj pelyhek az elektrolízis során fejlődött gázt felületükön adszorbeálják, ezáltal könnyebbé válnak és a folyadék felszínére emelkednek. A kétfázisú keverék a felső kivezetőnyíláson keresztül távozik az elektrolízis-cellából. Az elektrolízis-cellához nyitott szétválasztó csatlakozik, ahol a zárt elektrolízis-cellából érkező folyadékban lévő szuszpenzió a hidrogén hatására a folyadék felszínére emelkedik, és onnan iszapgyűjtő tartályba folyik. A fenti megoldások hatásmechanizmusának lényege tehát, hogy az elektródákon fejlődő gázok, illetve felületaktív anyagok segítségével a víznél könnyebb hab képződik, amely a szennyező kolloid részecskéket tartalmazza, és amely a folyadék felszínére emelkedik. Az összegyűjtött hab a benne lévő szennyező részecskékkel együtt a folyadék felszínéről lefölözhető. A 4 293 400 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás tárgya elektrolízis útján történd vízbontás, közelebbről eljárás és berendezés vizes oldatok elektrolitikus bontására a vízben oldott részecskék szétbontása és kiválasztása céljából. Az eljárás lényege, hogy a vizes oldatot negatív töltésű hengeres acélelektróda és vele koaxiális elrendezésű pozitív töltésű hengeres alumíniumelektróda közötti gyűrűkeresztmetszetű elektrolizáló téren áramoltatják keresztül. A javasolt berendezésnek zárt műanyagcsőben elrendezett több gyűrűkeresztmetszetű elektrolízis-cellája van. Az elektrolíziscellák hengeres külső elektródája előnyösen az anód, ugyancsak hengeres belső elektródája pedig a katód. A berendezés előnyös változatánál a hengeres anód és hengeres katód közötti gyűrűkeresztmetszetű térrészben egyrészt spirális áramlási útvonal meghatározása, másrészt a belső hengeres elektróda - a katód - koncentrikus pozicionálása céljából spirális szigetelőbetét van elrendezve, amely a belső elektróda külső hengerfeületén és a külső elektróda belső hengerfelületén felfekszik, így a folyadék számára az elektródák közötti gyűrűkeresztmetszet fi térben spirális áramlási pályát hoz létre. A kezelendő oldatot a spirális elektrolízis-pályán történő áramoltatást megelőzően célszerűen ellenkező irányban, a hengeres katód - belső elektróda - belsejében vezetik át, ezáltal a szétválasztás hatásfoka jelentősen jobb, mintha az oldatot közvetlenül a spirális elektrolízis-pályába vezetnék be. A gyűrűkeresztmetszetfi elektrolízis-cellából kivezetett folyadék szűrő vagy ülepítő tartályba kerül. A megoldás hiányossága, hogy a javasolt konstrukció behatárolja a megvalósítható katódfelület/anódfelület arányt, ami az alkalmazási lehetőségek korlátozását eredményezi. A berendezés nem alkalmas továbbá a nehéz- és színesfémionokat tartalmazó oldatból a fém kinyerésére. A találmánnyal célunk olyan egyszerű felépítésű, alacsony ráfordítással előállítható és könnyen tisztítható, karbantartható berendezés kialakítása, amelynek segítségével nehéz- és színesfémionokat, valamint elektrolitikusan oxidálható anionokat és szerves vegyületeket tartalmazó szennyvizek, koncentrátumok kezelése gazdaságosan megoldható, továbbá a fémtartalom kinyerhető, és a kezelésből visszamaradt oldat adott esetben újra felhasználható. A kitűzött feladatot azáltal oldottuk meg, hogy elektrolizáló berendezésben, amelynek alsó bevezetőnyílással és felső kivezetőnyílással ellátott függőleges hengeres háza, koncentrikusan elrendezett hengeres belső és külső elektródája és a kezelendő folyadék szállítására szolgáló eszköze - szivattyúja - van, ahol a belső elektróda előnyösen centrikusán elrendezett hengeres rúdként van kialakítva, a találmány szerint- a külső elektródát a rúdalakú belső elektróda és a hengeres ház közötti gyűrűkeresztmetszetű térben, a hengeres ház falától távközzel elrendezett spirálalakú elektródaként alakítottuk ki, és- az alsó bevezetőnyílásba és a felső kivezetőnyílásba a bevezető-, illetve kivezetőcsonkot tangenciális irányban csatlakoztattuk be. A találmány szerinti konstrukció révén az elektródák felületi aránya a hengeres belső elektróda átmérőjének, illetve a spirálalakú külső elektróda 2 5 10 i5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
