一種用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板，它包括極板本體；所述極板本體表面上設(shè)有若干排凹坑；所述凹坑直徑為3—6mm，深度為2—6mm；相鄰兩個(gè)凹坑中心點(diǎn)之間的距離為15—25mm。本發(fā)明結(jié)合凹坑與孔洞的優(yōu)勢(shì)，改善極板與反應(yīng)水體的有效接觸、流體狀態(tài)、反應(yīng)環(huán)境等，降低電化學(xué)設(shè)備噸水能耗，提高極板更換周期，穩(wěn)定出水水質(zhì)。
【專利說明】—種用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板。
【背景技術(shù)】
[0002]電鍍指利用電流將金屬沉積于導(dǎo)體(如金屬)或非導(dǎo)體(如塑料、木材、皮革)表面，從而形成金屬涂層的工藝過程。電鍍可以改變金屬的表面特征，增強(qiáng)容易銹蝕的金屬耐腐蝕性，節(jié)約金屬材料，在機(jī)械制造、電子、石油化工、汽車、武器、航空航天系統(tǒng)等行業(yè)的生產(chǎn)中處于非常重要的地位，是工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。但是，電鍍工業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有大量的重金屬離子，這些重金屬離子在環(huán)境中穩(wěn)定性高、難降解、遷移范圍廣，對(duì)人體健康，生態(tài)環(huán)境都產(chǎn)生了巨大影響。因此，電鍍廢水的重金屬急需治理。
[0003]電化學(xué)是通過電解絮凝、電解氧化、電解還原及電解氣浮等多種物理化學(xué)形式對(duì)水體中污染物去除的辦法，其中電化學(xué)對(duì)于重金屬的去除效果較為顯著。在電化學(xué)處理設(shè)備中，電極的結(jié)構(gòu)是影響重金屬離子處理效率的重要因素。目前常用的電化學(xué)電極結(jié)構(gòu)大致可以分為兩類:一類為平板電極，另一類為三維粒子電極。由于粒子電極在研究及應(yīng)用過程中存在的技術(shù)缺陷，目前電化學(xué)設(shè)備一般采用的還是平板電極。平面平板式普通碳鋼板表面光滑，表面一般帶有保護(hù)層，在通電運(yùn)行情況下，因電子在傳遞過程中需克服較大電阻，且這種傳遞因保護(hù)層的影響而分布不均，為達(dá)到一定要求的出水水質(zhì)，必須提高相應(yīng)的電壓和電流，從而會(huì)增加無效電能損失，影響電化學(xué)的處理效果。平板極板表面處理水主要為層流，水流方向?yàn)槠叫袠O板流向，水體內(nèi)傳質(zhì)效率較低，極板溶出微絮體與水體污染物達(dá)不到快速混合，會(huì)影響到電化學(xué)設(shè)備處理廢水的效率。另外，現(xiàn)有的極板與銅牌直接連接，隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)極板溶出不均勻現(xiàn)象，導(dǎo)致極板消耗不均勻，效果不穩(wěn)定，極板需要更換，使得極板被浪費(fèi)，不能得到有效利用。
[0004]隨著電鍍行業(yè)重金屬污染態(tài)勢(shì)的日益加劇，近年來，更嚴(yán)格的重金屬相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)并逐步嚴(yán)格實(shí)施。新排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重金屬排放閾值的要求逐漸嚴(yán)格，對(duì)處理技術(shù)及設(shè)備提出了更高的要求，大量的重金屬?gòu)U水處理站需要進(jìn)行提標(biāo)改造，急需新的技術(shù)及設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為: [0007]所述用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板，包括極板本體；所述極板本體表面上設(shè)有若干排凹坑；所述凹坑直徑為3 — 6mm，深度為2 — 6mm ;相鄰兩個(gè)凹坑中心點(diǎn)之間的距離為15—25mm ;極板本體兩側(cè)的凹坑與極板本體側(cè)邊的距離為45—55mm,優(yōu)選50mm ;所述凹坑2在極板本體I上的密度為0.1—0.17個(gè)/cm2。即，當(dāng)極板本體尺寸為210x297mm(A4大小)時(shí)，極板本體上設(shè)有約7—8排，優(yōu)選8排凹坑，每排約10 —13個(gè)，優(yōu)選10個(gè)。[0008]優(yōu)選地，所述極板本體表面上還設(shè)有若干排孔洞；所述凹坑與孔洞的數(shù)量比為3 — 5:1，優(yōu)選4:1 ;所述孔洞直徑為4一8mm ;相鄰兩個(gè)孔洞中心點(diǎn)之間的距離為30— 60mm ；極板本體兩側(cè)的孔洞與極板本體側(cè)邊的距離為45—55mm,優(yōu)選50mm ;所述孔洞在極板本體上的密度為0.03—0.05個(gè)/cm2 ;即，當(dāng)極板本體尺寸為210x297mm(A4大小)時(shí)，極板本體上設(shè)有約4一5排，優(yōu)選4排孔洞，每排約5— 6個(gè)，優(yōu)選6個(gè)。
[0009]優(yōu)選地，所述凹坑為弧形底部。所述極板本體一端設(shè)有導(dǎo)電桿。
[0010]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0011]所述極板由鐵板制成，表面通過酸洗或機(jī)械打磨去除鐵極板表面的保護(hù)層，通過在極板表面進(jìn)行沖壓使極板表面產(chǎn)生橫向規(guī)則排布的凹坑或凹坑和孔洞。安裝到電化學(xué)設(shè)備上時(shí)，將相鄰兩極板間距設(shè)置為I~4cm。所述極板本體一端設(shè)置專用導(dǎo)電桿，用于與銅牌連接。
[0012]所述極板為可溶性極板，安裝到電化學(xué)設(shè)備上時(shí)，電源通過銅牌與導(dǎo)電桿連接。在電化學(xué)廢水處理運(yùn)行過程中，導(dǎo)電桿將電流、電壓均均分布至極板本體橫截面；水流體在沿極板本體表面方向流動(dòng)，由于極板本體表面有很多凹坑和孔洞，凹坑使極板本體表面形成了凹凸的表面，而水流體在沿極板本體表面方向流動(dòng)時(shí)，由于極板本體表面有許多孔洞，一部分水流會(huì)通過孔洞流出，極板本體上的水流呈現(xiàn)橫向流向和縱向流向。這樣有利于提高水體的攪動(dòng)混合狀態(tài)，使廢 水不斷碰撞接觸混合并發(fā)生反應(yīng),提高極板本體表面接觸的水量，當(dāng)表面水層污染物通過極板本體時(shí)，廢水中重金屬離子在極板本體表面進(jìn)行氧化、還原反應(yīng)或被微絮凝捕獲，此時(shí)廢水中重金屬濃度降低。這樣較大程度的提高了極板本體電流、電壓作用效率及保證極好的出水水質(zhì)。導(dǎo)電桿保證了可溶性極板電流密度的均勻性，提高了極板消耗的均勻性，因此極板的利用率得到提高。
[0013]凹坑和孔洞的密度隨著極板本體尺寸不同而不同。以極板本體為A4紙大小的尺寸為例，凹坑大約有8排，每排大約有10個(gè)；孔洞大約有4排，每排大約有6個(gè)。每?jī)蓚€(gè)凹坑中心點(diǎn)之間的距離保持為15—25mm，每?jī)蓚€(gè)孔洞中心點(diǎn)之間的距離保持為30—60mm。如密度太稀，均勻水質(zhì)與加強(qiáng)反應(yīng)強(qiáng)度的作用不明顯，達(dá)不到提高攪拌混合強(qiáng)度，增強(qiáng)水體紊流狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求；如密度太密，加強(qiáng)極板與水體的反應(yīng)，會(huì)縮短極板更換周期，縮短極板使用壽命。
[0014]凹坑和孔洞的數(shù)量比例優(yōu)選為4:1。根據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，凹坑和孔洞數(shù)量為4:1時(shí)，水質(zhì)出水較好，出水水質(zhì)最穩(wěn)定。
[0015]另外，極板本體兩側(cè)的凹坑與極板邊的距離是50mm，上下可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)。因?yàn)闃O板是兩側(cè)插入極板槽，插入插槽的兩側(cè)沒有必要添加凹坑和孔洞；如果兩側(cè)凹坑/孔洞和極板邊距太大，影響整個(gè)極板本體凹坑和孔洞的數(shù)量，影響出水水質(zhì)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明去除極板表面的保護(hù)層，確保表面與極板間反應(yīng)液的良好均勻的接觸；提高了極板與廢水接觸的表面積，提高了廢水處理量。在去除極板表面保護(hù)層的情況下，并加工成帶有規(guī)則凹坑的極板，在不改變電化學(xué)設(shè)備體積的前提下，凹坑極板的表面積要大于平面極板，增加了極板與廢水接觸的表面積。提高了廢水與極板的反應(yīng)強(qiáng)度，減短了廢水停留時(shí)間。凹坑表面產(chǎn)生的微絮體與廢水在極板凹面邊緣產(chǎn)生攪動(dòng)，相對(duì)于平板電極來說，有更強(qiáng)的攪拌混合強(qiáng)度。優(yōu)選地，極板上的孔洞讓極板間的水流不僅有橫向水流，還有縱向水流，增強(qiáng)水體紊流狀態(tài)，起到均勻水質(zhì)與加強(qiáng)反應(yīng)強(qiáng)度的作用。
[0018]本發(fā)明結(jié)合凹坑與孔洞的優(yōu)勢(shì)，改善極板與反應(yīng)水體的有效接觸、流體狀態(tài)、反應(yīng)環(huán)境等，降低電化學(xué)設(shè)備噸水能耗，提高極板更換周期，穩(wěn)定出水水質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的正視圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的側(cè)視圖；
[0021]圖3為圖2中A處的局部放大圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的正視圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的側(cè)視圖。
[0024]圖中:1、極板本體；2、凹坑；3、導(dǎo)電桿；4、孔洞。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]參見圖1、2和3，所述用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板，包括極板本體I ;所述極板本體I表面上設(shè)有若干排凹坑2 ;所述凹坑2直徑為5mm，深度為2mm ;相鄰兩個(gè)凹坑2中心點(diǎn)之間的距離為20mm ;極板本體I兩側(cè)的凹坑2與極板本體I側(cè)邊的距離為45— 55mm ;所述凹坑2在極板本體I上的密度為0.1—0.17個(gè)/cm2。所述極板本體I 一端設(shè)有導(dǎo)電桿3。
[0027]實(shí)施例2
[0028]以實(shí)施例1所述的電化學(xué)極板對(duì)某電鍍企業(yè)含銅工業(yè)廢水電化學(xué)處理設(shè)備進(jìn)行改造，該廢水處理設(shè)備設(shè)計(jì)處理量為50m3/h，主要處理污染物為銅、鉛、鉻及鋅，原有處理設(shè)備采用平面平板式普通碳鋼極板作為可溶性極板，極板表面未經(jīng)處理，極板與電源采用銅牌直接連接。原設(shè)備在運(yùn)行過程中:噸水能耗較高，極板有效利用率不高，極板更換周期短，報(bào)廢極板重量多。通過本發(fā)明改造后，廢水處理設(shè)備得到明顯的改善，經(jīng)過一年運(yùn)行，系統(tǒng)處理效果穩(wěn)定，運(yùn)行狀態(tài)良好，出水重金屬指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900—2008)。改造前后對(duì)比如表1:
[0029]表1
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理電鍍廢水的電化學(xué)極板，包括極板本體(1);其特征在于，所述極板本體(1)表面上設(shè)有若干排凹坑⑵；所述凹坑⑵直徑為3—6mm，深度為2—6mm ;相鄰兩個(gè)凹坑⑵中心點(diǎn)之間的距離為15 — 25mm;極板本體(1)兩側(cè)的凹坑⑵與極板本體(1)偵U邊的距離為45— 55mm ;所述凹坑⑵在極板本體⑴上的密度為0.1—0.17個(gè)/cm2。
2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)極板，其特征在于，所述極板本體(1)表面上還設(shè)有若干排孔洞(4)，所述凹坑(2)與孔洞⑷的數(shù)量比為3 — 5:1 ;所述孔洞⑷直徑為4一8mm ；相鄰兩個(gè)孔洞⑷中心點(diǎn)之間的距離為30— 60mm ;極板本體(1)兩側(cè)的孔洞⑷與極板本體⑴側(cè)邊的距離為45— 55mm ;所述孔洞⑷在極板本體(1)上的密度為0.03—0.05個(gè)/ cm2。
3.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)極板，其特征在于，所述凹坑⑵與孔洞(4)的數(shù)量比為4:1。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電化學(xué)極板，其特征在于，所述凹坑(2)為弧形底部。
5.如權(quán)利要求4所述的電化學(xué)極板,其特征在于,所述極板本體(1)一端設(shè)有導(dǎo)電桿⑶。
【文檔編號(hào)】C02F1/62GK104030406SQ201410325051
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】李勇, 陳湘斌, 王合德, 左莉娜, 黎慧娟, 唐傳祥, 熊道文, 劉德華, 熊珊 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司, 湖南中南水務(wù)環(huán)保科技有限公司