一種電絮凝廢水處理電極的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種電絮凝廢水處理電極,包括呈管狀的陰極和呈棒狀或管狀的陽(yáng)極,于陰極的內(nèi)部形成管腔;該陽(yáng)極由數(shù)個(gè)支撐架支撐于陰極的管腔中心;各支撐架包括一環(huán)狀體以及多個(gè)支撐凸肋,該陽(yáng)極穿設(shè)于環(huán)狀體所形成的環(huán)形圈內(nèi),各支撐凸肋接觸陰極管的內(nèi)壁面、并與陰極管的內(nèi)壁面之間形成多個(gè)可促使水流形成渦流的水流通道;籍由將污水處理裝置的電極直接制作成管形式,使污水可以直接在管腔內(nèi)流動(dòng),一邊流動(dòng)一邊進(jìn)行電解;其次,支撐架上的水流通道使得在此通過(guò)的水流形成渦流,從而藥水得到更好混合,溶解度更高,處理效果更好;此外,在陰極外還設(shè)置防漏膠管密封,提供封閉的反應(yīng)空間,產(chǎn)生的有害氣體不會(huì)逸散,易于控制,反應(yīng)全面。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電絮凝廢水處理電極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域技術(shù),尤其是指一種電絮凝廢水處理電極在廢水處理的 新應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前電鍍重金屬?gòu)U水回用前處理的有以下集中傳統(tǒng)方法: 1、沉淀法:即通過(guò)加入化學(xué)品形成金屬氧化物沉淀或金屬氧化物在生成的沉淀物上共 沉淀,從而達(dá)到去除重金屬離子的目的。該法在一定程度上存在處理后出水難達(dá)標(biāo),泥渣沉 降緩慢且脫水困難等缺點(diǎn)。
[0003] 2、吸附法:通過(guò)即使金屬離子與吸附劑中的離子或官能團(tuán)交換而被吸附在吸附劑 上除去。該法的不足有:有些吸附劑容量低,難再生,重復(fù)利用次數(shù)少。
[0004] 3、離子交換法:通過(guò)例子交換樹(shù)脂在一定條件下去除重金屬氧化物。該法的缺點(diǎn) 有:對(duì)廢水水質(zhì)要求嚴(yán)格,成本高。
[0005] 4、膜分離法:膜分離法是利用具有選擇性能的薄膜,在外力的推動(dòng)下對(duì)混合物進(jìn) 行分離、提純、濃縮的一種分離的新方法。該法處理重金屬?gòu)U水的技術(shù)還不成熟,有待進(jìn)一 步研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此,本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失,其主要目的是提供一種電絮凝廢水 處理電極,其將陰極和陽(yáng)極制作成管形狀,直接作為管道使用,并且增加密封功能,使污水 流動(dòng)時(shí)直接在管內(nèi)腔中發(fā)生電催化和化學(xué)反映,污水處理效果大幅提高,縮短反應(yīng)時(shí)間。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案: 一種電絮凝廢水處理電極,包括用于電催化的陽(yáng)極和陰極,該陰極呈管狀,于陰極的內(nèi) 部形成管腔;該陽(yáng)極呈棒狀或管狀,陽(yáng)極由數(shù)個(gè)支撐架支撐于陰極的管腔中心;各支撐架 包括一環(huán)狀體以及由該環(huán)狀體向外輻射形成的多個(gè)支撐凸肋,該陽(yáng)極穿設(shè)于環(huán)狀體所形成 的環(huán)形圈內(nèi),各支撐凸肋接觸陰極管的內(nèi)壁面、并與陰極管的內(nèi)壁面之間形成多個(gè)可促使 水流形成渦流的水流通道;此外,該陰極外套有可避免管體漏氣的防漏膠管。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案,所述防漏膠管的兩端分別安裝一進(jìn)水接頭和一出水接頭,該 進(jìn)、出水接頭與防漏膠管的兩端密封相接。
[0009] 作為一種優(yōu)選方案,所述進(jìn)水接頭具有一進(jìn)水端連接管體以及一與該進(jìn)水端連接 管體呈T字排布的進(jìn)水口;該出水接頭具有一出水端連接管體以及一與該出水端連接管體 呈T字排布的出水口,該進(jìn)水口、陰極管腔以及出水口相通。
[0010] 作為一種優(yōu)選方案,所述進(jìn)水接頭的端部安裝有第一密封塞,該第一密封塞的中 心具有一供陽(yáng)極端部穿過(guò)的第一通孔。
[0011] 作為一種優(yōu)選方案,所述出水接頭的端部安裝有第二密封塞,該第二密封塞的中 心具有一供陰極端部穿過(guò)的第二通孔。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案,所述陽(yáng)極和陰極之間配設(shè)有4個(gè)支撐架,各支撐架分別支撐 于該陽(yáng)極的兩端以及中部。
[0013] 作為一種優(yōu)選方案,所述支撐架為絕緣材料。
[0014] 作為一種優(yōu)選方案,所述支撐架具有5個(gè)支撐凸肋,相鄰兩支撐凸肋之間形成弧 形凹槽,弧形凹槽與陰極管腔內(nèi)壁面之間圍合形成所述水流通道。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果,具體而言,由上述技術(shù)方案 可知,其主要是將污水處理裝置的電極(陰極和陽(yáng)極)直接制作成管形式:首先,陰極以一 種管道的形式存在,管狀的陰極內(nèi)部形成管腔,污水可以直接在管腔內(nèi)流動(dòng),一邊流動(dòng)一邊 進(jìn)行電解;其次,防漏膠管密封在陰極外,提供封閉的反應(yīng)空間,產(chǎn)生的有害氣體不會(huì)逸散, 易于控制,反應(yīng)全面,組合方便;此外,由于管腔內(nèi)的陽(yáng)極是由多個(gè)支撐架支承,支撐架上的 水流通道使得在此通過(guò)的水流形成渦流,從而藥水得到更好混合,溶解度更高,處理效果更 好。
[0016] 為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效,下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明之實(shí)施例的電絮凝廢水處理裝置的主視圖; 圖2是本發(fā)明之實(shí)施例的管道的放大圖; 圖3是本發(fā)明之實(shí)施例的管道的頭端的局部示意圖; 圖4是本發(fā)明之實(shí)施例的管道的末端的局部示意圖; 圖5是本發(fā)明之實(shí)施例的管道的支撐架的示意圖; 圖6是本發(fā)明之實(shí)施例的電絮凝廢水處理裝置的左視圖,圖中各管道串聯(lián)相接; 圖7是本發(fā)明之實(shí)施例的電絮凝廢水處理裝置的左視圖,圖中各管道并聯(lián)相接; 圖8是本發(fā)明之實(shí)施例中污水處理系統(tǒng)的原理圖。
[0018] 附圖標(biāo)識(shí)說(shuō)明: 1、污水處理系統(tǒng) 10、電絮凝廢水處理裝置 11、管道 111、首段管道 112、末段管道 113、中間管道 114、接頭 1141、進(jìn)水接頭 1141-1進(jìn)水端連接管體 1141- 2、進(jìn)水口 1142、出水接頭 1142- 1出水端連接管體 1142-2出水口 115、陽(yáng)極 116、陰極 1161、管腔 117、防漏膠管 118、密封塞 1181、第一密封塞 1182、第一通孔 1183、第二密封塞 1184、第二通孔 119、支撐架 1191、環(huán)狀體 1192、支撐凸肋 1193、弧形凹槽 1194、水流通道 12、 進(jìn)水口 13、 進(jìn)水閥 14、出水口 15、加壓閥 16、檢測(cè)閥 17、加藥閥 18、支架 19、 螺絲 20、 PH調(diào)整池 30、反應(yīng)池 40、輸送泵 50、PH回調(diào)池 60、混凝池 70、固液分離裝置 80、產(chǎn)水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖7所示,其顯示出了本發(fā)明之較佳實(shí)施例的電絮凝廢水處理裝置 10的具體結(jié)構(gòu),該電絮凝廢水處理裝置10是由多段管道11迂回串接組成,于首段管道111 的上設(shè)有進(jìn)水口 12,該進(jìn)水口 12處安裝進(jìn)水閥13。于末段管道112上設(shè)有出水口 14,該出 水口 14處安裝加壓閥15。中間的任一段管道113與其上一段管道的接頭114處安裝檢測(cè) 閥16、與其下一段管道的接頭114處安裝加藥閥17。
[0020] 如圖2至圖5所示,每段管道11均包括用于電催化的陽(yáng)極115和陰極116。該陰 極116呈管狀,于陰極116的內(nèi)部形成管腔1161 ;該陽(yáng)極115呈棒狀或管狀,陽(yáng)極115由數(shù) 個(gè)支撐架119支撐于陰極116的管腔1161中心;各支撐架119包括一環(huán)狀體1191以及由 該環(huán)狀體向外輻射形成的多個(gè)支撐凸肋1192,該陽(yáng)極115穿設(shè)于環(huán)狀體1191所形成的環(huán)形 圈內(nèi),各支撐凸肋1192接觸陰極管116的內(nèi)壁面、并與陰極管116的內(nèi)壁面之間形成多個(gè) 可促使水流形成渦流的水流通道1194。此外,該陰極116外套有可避免管體漏氣的防漏膠 管 117。
[0021] 本實(shí)施例中,所述支撐架為絕緣材料。所述陽(yáng)極115和陰極116之間配設(shè)有4個(gè) 支撐架119,各支撐架119分別支撐于該陽(yáng)極115的兩端以及中部。需要說(shuō)明的是,支撐架 119的數(shù)量不限于4個(gè),可以依據(jù)需要而自由增減。每個(gè)支撐架具有5個(gè)支撐凸肋1192,相 鄰兩支撐凸肋1192之間形成弧形凹槽1193,弧形凹槽與陽(yáng)極管腔內(nèi)壁面之間圍合形成所 述水流通道1194。
[0022] 藉由使陰陽(yáng)電極116U15以一種管道的形式存在,污水可以直接在管腔內(nèi)流動(dòng), 一邊流動(dòng)一邊進(jìn)行電解,反應(yīng)更為充分。其次,把陰陽(yáng)電極116U15套入防漏膠管117內(nèi), 從而該電絮凝廢水處理裝置10由進(jìn)水口 12至出水口 14整體均不存在漏水、漏氣,提供了 封閉的反應(yīng)空間,反應(yīng)全面,組合方便。此外,通過(guò)在出水口 14處設(shè)置加壓閥15,可對(duì)氣體 加壓,密封的空間使氣體溶解度更高,處理效果更好。再籍由在支撐架119上設(shè)置水流通道 1194,使水流由大空間流經(jīng)該水流通道1194的小空間后,穿過(guò)水流通道1194的水流產(chǎn)生渦 流效應(yīng),從而藥水得到更好混合,溶解度更高,處理效果更好 具體而言,如圖3和圖4所示,所述防漏膠管117的兩端分別安裝一進(jìn)水接頭1141和 一出水接頭1142,該進(jìn)、出水接頭1141與防漏膠管1142的兩端密封相接,確保每一段管道 11不漏水、漏氣。其中,該進(jìn)水接頭1141具有一進(jìn)水端連接管體1141-1以及一與該進(jìn)水端 連接管體呈T字排布的進(jìn)水口 1141-2 ;該出水接頭1142具有一出水端連接管體1142-1以 及一與該出水端連接管體呈T字排布的出水口 1142-2,該進(jìn)水口 1141-2、陰極管腔1161以 及出水口相通1142-2。
[0023] 此外,每一段管道11的兩端均具有密封塞118。其中,所述進(jìn)水接頭1141的端部安 裝有第一密封塞1181,該第一密封塞1181的中心具有一供陽(yáng)極端部穿過(guò)的第一通孔1182 ; 所述出水接頭1142的端部安裝有第二密封塞1183,該第二密封塞1183的中心具有一供陰 極端部穿過(guò)的第二通孔1184。
[0024] 如圖6、圖7所示,所述電絮凝廢水處理裝置10的管道11至少有兩排,各段管道安 裝在支架18上,各段管道與支架18之間優(yōu)選可以通過(guò)螺絲19固定,從而設(shè)備可快速拆裝, 按場(chǎng)地靈活組合,占地小,適合各種環(huán)境。
[0025] 本裝置中,各排管道11可以串聯(lián)或并聯(lián)相接。
[0026] 如圖6所示,當(dāng)串聯(lián)時(shí),各排管道11前后并列設(shè)置,前排管道11的首段管道111 設(shè)于下方,末段管道112設(shè)于上方,中間管道113依次增加高度向上串接安裝;所述后排管 道11'的首段管道111'設(shè)于上方,末段管道112'設(shè)于下方,中間管道113'依次降低高 度向下串接安裝;該前排管道11的末段管道112與后排管道11'的首段管道111'之間串 聯(lián)相接。當(dāng)選用串聯(lián)連接時(shí),電絮凝廢水處理裝置10由于管路加長(zhǎng)為原來(lái)的數(shù)倍,使污水 使處理效果更好。
[0027] 如圖7所示,當(dāng)并聯(lián)時(shí),各排管道11前后并列設(shè)置,各排管道11的首段管道111 均設(shè)于下方,末段管道112均設(shè)于上方,中間管道113均依次增加高度向上串接安裝;各排 管道11的首段管道111匯合相接于進(jìn)水閥13,各排管道11的末段管道112匯合相接于加 壓閥15。當(dāng)選用并聯(lián)連接時(shí),電絮凝廢水處理裝置10各排管道11同時(shí)作用,加大處理量。
[0028] 本電絮凝廢水處理裝置10的原理是:采用高壓脈沖電凝技術(shù),該技術(shù)突破傳統(tǒng)的 低電壓、大電流之電解法,而采用高電壓小電流--高壓脈沖電凝法(HVES )。該法采用電化 學(xué)原理,借助外加高電壓作用產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng),把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,經(jīng)單一電凝設(shè)備即可 對(duì)廢水中的有機(jī)或無(wú)機(jī)物進(jìn)行氧化還原反應(yīng),進(jìn)而凝聚、浮除,將污染物從水體中分離,可 有效地去除電鍍綜合廢水中的Cr 6+,Zn2+,Ni2+,Cu2+,Cd2+,CN,油,磷酸鹽以及COD,SS與色度。
[0029] 由于每段管道11的前端均具有檢測(cè)閥16、后段有加藥閥17,先用檢測(cè)閥16檢測(cè) 氧化劑的濃度,若濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),則后方的加藥閥17不動(dòng)作,若濃度較稀,則后方的加藥閥 17自動(dòng)加約。這樣不但是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整濃度,并且任何管段都可以加入藥劑,可以盡量利用 前段管的處理能力,并在后段管加入藥劑,可節(jié)省劑量。
[0030] 當(dāng)可溶性陽(yáng)極115 (本實(shí)施例優(yōu)選Fe極棒)通以直流電后,陽(yáng)極被氧化失去電子, 形成金屬陽(yáng)離子Fe2+,陽(yáng)極115主要反應(yīng)為:Fe-2 e_ - Fe2+ 40H-4e- - 2H20+2 [0] - 02 個(gè) 陽(yáng)極115產(chǎn)生的新生[0]具有很強(qiáng)的氧化能力,可以氧化水中的有機(jī)物。經(jīng)過(guò)管式電 化學(xué)的污水,其陽(yáng)極115所解離出的Fe2+具有超強(qiáng)的混凝效果,約為一般化學(xué)藥劑的5倍效 能;經(jīng)過(guò)含A1 (0H) 3助凝劑的混凝池60時(shí),更有利于混凝沉淀。
[0031] 如圖8所示,其顯示了本電絮凝廢水處理裝置10應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)1的原理 圖。該污水處理系統(tǒng)1包括按污水處理流向依次設(shè)置的如下結(jié)構(gòu):PH調(diào)整池20、反應(yīng)池30、 輸送泵40、電絮凝廢水處理裝置10、PH回調(diào)池50、混凝池60、固液分離裝置70和產(chǎn)水泵80。
[0032] 廢水注入該P(yáng)H調(diào)整池20后進(jìn)行PH調(diào)整,該反應(yīng)池30設(shè)于該P(yáng)H調(diào)整池20側(cè)旁 并且與PH調(diào)整池20相通,廢水由PH調(diào)整池20流向反應(yīng)池30進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);再由輸送泵 40的管道相接于反應(yīng)池30的出水口與該電絮凝廢水處理裝置10的進(jìn)水口 12,將反應(yīng)池30 的廢水抽入電絮凝廢水處理裝置10,該電絮凝廢水處理裝置10的出水口 14通入PH回調(diào)池 50,該P(yáng)H回調(diào)池50與該混凝池60相通,該混凝池60的出水端通入固液分離裝置70,由產(chǎn) 水泵80相接于固液分離裝置70并將處理后的清水送出。
[0033] 本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)1的水處理流程是:重金屬?gòu)U水一pH調(diào)整一管式電化學(xué) 廢水處理一A1 (0H) 3反應(yīng)混凝一中間槽一固液分離一產(chǎn)水。
[0034] 在實(shí)際的操作過(guò)程中,可以在pH調(diào)整池20和電絮凝廢水處理裝置10之間加入氧 化劑(如雙氧水H 202),而電絮凝廢水處理裝置10只充當(dāng)一個(gè)催化作用,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得,此法 可使重金屬的去除率大幅提高。在以往的電化學(xué)處理流程中,也存在處理不徹底、時(shí)間長(zhǎng)、 效率低的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),電絮凝廢水處理裝置10處理重金屬離子的效率在70-80%,利用 中間段加入氧化劑的方式可使管式電化學(xué)的處理效果大幅提高,縮短反應(yīng)時(shí)間,而加入H 202 作為氧化劑之后,處理效率能達(dá)到90%以上。
[0035] 綜上所述,本發(fā)明的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于,其主要是將污水處理裝置10的電極(陰極116 和陽(yáng)極115)直接制作成管形式:首先,陰極116以一種管道的形式存在,管狀的陰極116內(nèi) 部形成管腔1161,污水可以直接在管腔1161內(nèi)流動(dòng),一邊流動(dòng)一邊進(jìn)行電解;其次,防漏膠 管117密封在陰極1161外,提供封閉的反應(yīng)空間,產(chǎn)生的有害氣體不會(huì)逸散,易于控制,反 應(yīng)全面,組合方便;此外,由于管腔內(nèi)的陽(yáng)極115是由多個(gè)支撐架119支承,支撐架119上的 水流通道1194使得在此通過(guò)的水流形成渦流,從而藥水得到更好混合,溶解度更高,處理 效果更好。
[0036] 其次,將電絮凝廢水處理裝置10應(yīng)用于污水處理。首先,由于該電絮凝廢水處理 裝置10的管道11是多段式,每段管道11的上游端設(shè)置檢測(cè)閥16、下游端設(shè)置加藥閥17,從 而按先檢測(cè)再加藥的順序,若檢測(cè)濃度達(dá)標(biāo)則無(wú)需加藥,若達(dá)標(biāo)則自動(dòng)加藥,以實(shí)現(xiàn)任何管 段都可以加入藥劑,并可以在不同管段不同流程加入不同的藥劑,以滿(mǎn)足處理需要。其次, 各段管道11把陰陽(yáng)電極115U16套入在內(nèi),并于外面用防漏膠管117密封,提供封閉的反 應(yīng)空間,產(chǎn)生的有害氣體不會(huì)逸散,易于控制,反應(yīng)全面,組合方便。再者,由于各段管道11 內(nèi)密封的環(huán)境,加上在出水口 14處設(shè)置加壓閥15,可對(duì)氣體加壓,使氣體溶解度更高,處理 效果更好。此外,由于各段管道11的組件規(guī)格品可以自由組合,設(shè)備成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維 護(hù)容易。最后,各管道11可以串聯(lián)使處理效果更好,也可以并聯(lián)加大處理量,組裝方式多樣 性,滿(mǎn)足不同污水處理需求。
[0037] 以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制, 故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾,均仍 屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:包括用于電催化的陽(yáng)極和陰極,該陰極呈 管狀,于陰極的內(nèi)部形成管腔;該陽(yáng)極呈棒狀或管狀,陽(yáng)極由數(shù)個(gè)支撐架支撐于陰極的管腔 中心;各支撐架包括一環(huán)狀體以及由該環(huán)狀體向外輻射形成的多個(gè)支撐凸肋,該陽(yáng)極穿設(shè) 于環(huán)狀體所形成的環(huán)形圈內(nèi),各支撐凸肋接觸陰極管的內(nèi)壁面、并與陰極管的內(nèi)壁面之間 形成多個(gè)可促使水流形成渦流的水流通道;此外,該陰極外套有可避免管體漏氣的防漏膠 管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述防漏膠管的兩 端分別安裝一進(jìn)水接頭和一出水接頭,該進(jìn)、出水接頭與防漏膠管的兩端密封相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述進(jìn)水接頭具有 一進(jìn)水端連接管體以及一與該進(jìn)水端連接管體呈T字排布的進(jìn)水口;該出水接頭具有一出 水端連接管體以及一與該出水端連接管體呈T字排布的出水口,該進(jìn)水口、陰極管腔以及 出水口相通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述進(jìn)水接頭的端 部安裝有第一密封塞,該第一密封塞的中心具有一供陽(yáng)極端部穿過(guò)的第一通孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述出水接頭的端 部安裝有第二密封塞,該第二密封塞的中心具有一供陰極端部穿過(guò)的第二通孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述陽(yáng)極和陰極之 間配設(shè)有4個(gè)支撐架,各支撐架分別支撐于該陽(yáng)極的兩端以及中部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述支撐架為絕緣 材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電絮凝廢水處理電極,其特征在于:所述支撐架具有5 個(gè)支撐凸肋,相鄰兩支撐凸肋之間形成弧形凹槽,弧形凹槽與陰極管腔內(nèi)壁面之間圍合形 成所述水流通道。
【文檔編號(hào)】C02F1/463GK104192953SQ201410396657
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】肖應(yīng)東 申請(qǐng)人:東莞市東元新能源科技有限公司