一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)廢水處理設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]廢水處理技術(shù)多種多樣,包括化學(xué)沉淀法、氧化還原處理(包括化學(xué)還原法和電解法等)、生物處理技術(shù)和離子交換法等。
[0003]其中所述電解法中包括電化學(xué)氧化法,其指的是采用電極材料產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)去氧化廢水中的有機(jī)物,進(jìn)而對其進(jìn)行礦化或無害化處理的技術(shù)。電化學(xué)氧化法的作用機(jī)理主要是通過電極材料的作用產(chǎn)生超氧自由基(.02)、H2O2、輕基自由基(.0H)等活性基團(tuán)來氧化水體中的有機(jī)物。該方法只發(fā)生在水中,且不需另加催化劑,避免了二次污染。由于其可控制性強(qiáng),無選擇性,條件溫和等優(yōu)點(diǎn),所以對于難生化降解的有機(jī)物有比較好的處理效果。但是,電氧化反應(yīng)器在實(shí)際應(yīng)用中常常遭遇兩個(gè)問題:一個(gè)是極板鈍化問題,廢水中的膠體物質(zhì)或有機(jī)粘稠物質(zhì)容易作為淤泥沉積在陰極和陽極上,糊住了陰極和陽極,如果不定期清理,會(huì)嚴(yán)重影響陰陽極與廢水的接觸,降低電極效率。另一個(gè)是濃差極化的問題,即,電極板產(chǎn)生的超氧自由基(.02)、H2O2、羥基自由基(.0Η)等活性基團(tuán),通常只能在距離電極板表面數(shù)毫米范圍內(nèi)起作用,而此距離范圍之外廢水主體中含有的有機(jī)物其實(shí)是無法接觸到這些活性基團(tuán)的,因此也難以被氧化,除非它們通過擴(kuò)散作用迀移到電極板附近數(shù)毫米范圍之內(nèi)。極板鈍化問題和濃差極化問題都導(dǎo)致電氧化效率下降。
[0004]針對極板鈍化問題,現(xiàn)有技術(shù)中大多采用通常采用機(jī)械法和超聲法對淤積在電極板表面的污垢進(jìn)行清理,但這樣的清理很費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且要么對電極表面造成傷害,要么需要安裝額外的超聲設(shè)備,增加成本。針對濃差極化問題,現(xiàn)有技術(shù)中多采用縮短電極板之間距離的方法,但這種方法會(huì)導(dǎo)致有限的電氧化裝置內(nèi)的空間被大量的電極板所占據(jù),導(dǎo)致廢水流通量下降。還有人采用從電氧化裝置底部通入空氣進(jìn)行曝氣的方法,試圖來解決極板鈍化和濃差極化問題,但實(shí)踐表明,通入的空氣仍然主要在廢水主體中鼓泡,并不能控制它們著重作用到電極板表面上,因此改進(jìn)效果有限。
[0005]因此,廢水處理領(lǐng)域迫切需要解決電氧化反應(yīng)器中的極板鈍化問題和濃差極化問題,以提高電氧化的效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置,其可有效地解決極板鈍化問題和濃差極化問題。
[0007]本實(shí)用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置,包括槽體(I)、位于所述槽體
(I)內(nèi)部的彼此并排布置的多對中空電極板(2),每對中空電極板⑵彼此隔開一定距離且分別連接電源的正極和負(fù)極,每個(gè)中空電極板(2)上端具有與其內(nèi)部空腔連通的開口(3),每個(gè)中空電極板(2)的每個(gè)側(cè)壁上均具有若干個(gè)壁孔(4)。
[0008]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案中,所述開口(3)與外部流體源連通,用于將外部流體經(jīng)由所述中空電極板內(nèi)部的空腔和所述壁孔引入到所述中空電極板外部的廢水主體中。其中所述外部流體源可以是空氣、氧氣、二氧化碳、煙道氣等氣體,也可以是與待處理的廢水相同或不同的第二種廢水。
[0009]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案中,所述壁孔(4)為水平孔或傾斜孔。其中傾斜孔可以是向上傾斜或向下傾斜的孔,優(yōu)選向下傾斜的孔。
[0010]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案中,所述壁孔4的直徑可以由技術(shù)人員根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,例如可以為0.05mm-0.5mm,優(yōu)選地為0.05mm-0.2mm,更優(yōu)選地為0.1mm。
[0011]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案中,相鄰中空電極板的側(cè)壁上的壁孔(4)彼此相錯(cuò)布置。這種相錯(cuò)布置可以是水平位置相錯(cuò)、豎直位置相錯(cuò),或二者兼有。
[0012]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案中,所述中空電極板(2)為惰性電極或可溶性電極。其中所述惰性電極選自石墨電極、鈦電極或不銹鋼電極;所述可溶性電極選自鐵電極、鋁電極或鐵鋁合金電極。當(dāng)其為惰性電極時(shí),則本實(shí)用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置僅作為電氧化反應(yīng)器來使用;當(dāng)其為可溶性電極時(shí),例如鐵電極、鋁電極或鐵鋁合金電極。則本實(shí)用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置既能作為電氧化反應(yīng)器來使用,又能作為電絮凝反應(yīng)器來使用,因?yàn)榕c電源正極連接的那些可溶性電極能夠在直流電壓作用下溶解出Fe2+和/或Al 3+,F(xiàn)e2+又很容易被氧化成Fe 3+,它們均可在廢水中發(fā)生水解產(chǎn)生膠體物質(zhì)甚至絮凝物并將廢水中的懸浮雜質(zhì)等通過絮凝沉淀作用沉降到反應(yīng)器底部,實(shí)現(xiàn)了廢水的凈化。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果如下:由于采用了中空電極板,外部流體可以依次經(jīng)由所述開口、所述中空電極板的內(nèi)部空腔和所述壁孔進(jìn)入到待處理的廢水中。當(dāng)外部流體為高壓流體時(shí),由于彼此相對的兩塊中空電極板的相對的兩側(cè)面上的壁孔相錯(cuò)設(shè)置,因此從壁孔中高速噴出的流體沖刷對側(cè)的電極板,清除對側(cè)電極板表面上的污泥等粘附物,防止極板鈍化以及由于極板鈍化造成的電流效率下降;這種高速射流作用還對相鄰電極板之間的廢水起到攪拌作用,促進(jìn)廢水主體與電極板壁表面的廢水的交換,由此減緩濃差極化問題。當(dāng)外部流體為低壓流體時(shí),從壁孔4中逸出的流體可能不足以射流到對側(cè)電極板上,但逸出的流體沿自身電極板壁的上浮可以沖刷該電極板自身的污泥,通過這種自體沖刷的方式防止極板鈍化。無論是高壓流體還是低壓流體,因有一定的壓力存在,均可以防止待處理的廢水從所述壁孔進(jìn)入所述中空電極板的內(nèi)部空腔內(nèi),避免污染物在中空電極板內(nèi)部空腔中的沉積。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置中的中空電極板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是圖1中所示的中空多孔極板沿M-M線剖開后并沿箭頭所示方向看去的視圖。
[0016]圖3是圖1中所示的中空多孔極板沿N-N線剖開后并沿箭頭所示方向看去的視圖。
[0017]圖4是圖1中所示的中空多孔極板沿K-K線剖開后并沿箭頭所示方向看去的視圖,其中分別示出了水平壁孔和傾斜壁孔兩種各自獨(dú)立的壁孔布置方式。
[0018]圖5為本實(shí)用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置的示意圖,其中示意性地示出了 8個(gè)中空多孔極板并排放置,其中相鄰的壁孔之間相錯(cuò)設(shè)置。
[0019]圖中附圖標(biāo)記含義如下:
[0020]1-槽體;2-中空電極板;3-開口 ;4_壁孔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明,實(shí)施例僅限于說明本實(shí)用新型,而非對本實(shí)用新型的限定。
[0022]實(shí)施例1
[0023]采用圖5所示的采用中空電極板的廢水電氧化裝置對廢水進(jìn)行電氧化處理,極板材質(zhì)為鈦。待處理的廢水為制藥企業(yè)生物處理后出水,其處理前的指標(biāo)如下:COD = 326mg/L,pH = 6.69。以I噸每小時(shí)的流量流過該廢水電氧化裝置,相鄰中空電極板之間的電壓為5.4V,從中空電極板的開口 3處通入壓縮空氣,該空氣壓力為0.2MPa。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),處理后的廢水COD變?yōu)?8mg/L,COD去除率為76%。該廢水電氧化裝置連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月后,COD去除率僅略微下降至75%,并觀察到電極板表面幾乎沒有有機(jī)物淤積現(xiàn)象。
[0024]對比例I
[0025]將實(shí)施例1中的廢水電氧化裝置中的中空電極板替換為普通的實(shí)心鈦電極板,并且不向廢水中通入空氣,其余不變,并在與實(shí)施例1相同的工藝條件下處理相同的廢水。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),處理后的廢水COD變?yōu)?62mg/L,C0D去除率為50.3%。該廢水電氧化裝置連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月后,COD去除率下降至41 %,并觀察到電極板表面有明顯的有機(jī)物淤積現(xiàn)象。說明極板鈍化嚴(yán)重,電極的電效率下降。
[0026]對比例2
[0027]將實(shí)施例1中的廢水電氧化裝置中的中空電極板替換為普通的實(shí)心鈦電極板,并從該電氧化裝置的底部通入空氣,其余不變,并在與實(shí)施例1相同的工藝條件下處理相同的廢水。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),處理后的廢水COD變?yōu)?12mg/L,COD去除率為65.6%。該廢水電氧化裝置連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月后,COD去除率下降至48%,并觀察到電極板表面有可見的有機(jī)物淤積現(xiàn)象。說明極板存在一定的鈍化,電極的電效率下降。
[0028]從上述實(shí)驗(yàn)對比可見,本實(shí)用新型的廢水電氧化裝置因采用了中空電極板,有效地消除了極板鈍化現(xiàn)象,并大大緩解了濃差極化現(xiàn)象,因此,電氧化效率得到大大提升。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置,其特征在于,其包括槽體(I)、位于所述槽體(I)內(nèi)部的彼此并排布置的多對中空電極板(2),每對中空電極板(2)彼此隔開一定距離且分別連接電源的正極和負(fù)極,每個(gè)中空電極板(2)上端具有與其內(nèi)部空腔連通的開口(3),每個(gè)中空電極板(2)的每個(gè)側(cè)壁上均具有若干個(gè)壁孔(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水電氧化裝置,其特征在于,其中所述壁孔(4)為水平孔或傾斜孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水電氧化裝置,其特征在于,其中相鄰中空電極板的側(cè)壁上的壁孔(4)彼此相錯(cuò)地布置。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置,其包括槽體(1)、位于所述槽體(1)內(nèi)部的彼此并排布置的多對中空電極板(2),每對中空電極板(2)彼此隔開一定距離且分別連接電源的正極和負(fù)極,每個(gè)中空電極板(2)上端具有與其內(nèi)部空腔連通的開口(3),每個(gè)中空電極板(2)的每個(gè)側(cè)壁上均具有若干個(gè)壁孔(4)。本實(shí)用新型的廢水電氧化裝置可以通過依次經(jīng)由所述開口(3)、所述內(nèi)部空腔和所述壁孔(4)向廢水中噴射流體來有效消除極板鈍化并減緩濃差極化現(xiàn)象,使得電氧化效率得到大幅提升。
【IPC分類】C02F1/467
【公開號】CN204675872
【申請?zhí)枴緾N201520344358
【發(fā)明人】冀亞利, 劉艷尼
【申請人】北京華瑞創(chuàng)源環(huán)??萍加邢薰?br>【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月25日