CN101985759B

CN101985759B - Eft惰性复合电极的阴极板及其制备方法,包含该阴极板的电解设备

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Publication number: CN101985759B
Application number: CN2010102665637A
Authority: CN
Inventors: 蒋亚熙; 张定军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: WO2012028055A1; CN101985759A

Abstract

本发明涉及一种环境友好技术(EFT，Environment Friendly Technology)的惰性复合电极的电极板，尤其是惰性复合电极的阴极板，该电极板的制备方法及其应用。使用本发明的电极板，处理后污水可以达标排放，而且电极板的使用寿命大大延长。

Description

EFT惰性复合电极的阴极板及其制备方法,包含该阴极板的电解设备

技术领域

本发明涉及一种环境友好技术(EFT，Environment Friendly Technology)的惰性复合电极的电极板，尤其是惰性复合电极的阴极板，该电极板的制备方法及其应用。

背景技术

电化学法水处理技术被称为“环境友好”技术(EFT，Environment FriendlyTechnology。EFT电化学技术的要点是：电絮凝/电气浮/共沉淀技术，是应用电化学氧化还原的反应原理、控制污染的电化学法。在电解槽中通入一定电压的直流电，让废水通过电解槽，使废水中的电解质的阴离子移向阳极，并在阳极失去电子而被氧化，阳离子移向阴极，并在阴极得到电子而被还原。利用这种反应使污染成分生成不溶于水的沉淀物，并生成气体从水中逸出，使废水净化。

电化学法处理污水是一般化学法，物理法等方法运行成本的1/3，而且工艺简单，操作方便，基础建设占地面积少，处理污水能够长期稳定达标排放。电化学方法治理污水，具有无需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品，设备体积小，占地面积少，操作简便灵活等优点。但电化学方法一直存在着能耗大(使用电能设备运行时间长，一般3个多小时)、成本高(电极板消耗快，主要问题是钝化，活性金属电极板)等缺点，从而大大限制了电化学方法在处理废水领域中的应用。

在外加电压的作用下，利用可溶性的阳极，产生大量的阳离子(如Fe²⁺、Al³⁺等)，对废水进行凝聚沉淀，这种方法称为电凝聚。电凝聚往往伴随着气浮，在阴极有氢气被还原，故也有称为电凝聚浮上法的。电极反应如下：

阳极：Fe-2e→Fe²⁺或Al-3e→Al³⁺

阴极：2H⁺+2e→H₂↑或O_x+ne→Re

在几种电化学处理废水类型中，电凝聚与电气浮的运用比较成熟。与化学凝聚相比，电凝聚方法无需投资加药设施，且材料消耗要少许多。其缺陷在于能耗问题。

铁离子或铝离子与氢氧根结合起到凝聚作用。同时，在阴极发生还原反应，逸出的氢气形成极小的气泡，将废水中的凝聚物浮上电解槽的液体表面。电凝聚作为废水处理的一种有效手段，很早就得到了应用，但由于其在实际应用中单位铝、铁耗材过大，使电凝聚法的发展及应用受到了限制。

目前废水的处理方法一般采用物化法分流-----综合两段处理。前段处理多分三类水；铬水、氰水和综合水(铜镍锌水)。铬水用还原剂使之变价还原，氰水用两级氧化破氰，铜镍锌水直接与前两股水汇合而成为综合水。后段处理综合水，基本上是用碱(烧碱或石灰)、聚合氯化铝(PAC)和有机絮凝剂(PAM)，具体操作是：把综合水的pH值调整到10-13，碱浓度大而迫使碱与重金属的反应向生成氢氧化物的方向进行。由于pH值＞9，排放口又需要使用酸进行中和从而使pH值降到9以下。这属于传统的处理工艺，存在诸多不足。例如前处理三支污水的划分，不符合生产实际，铬水以铬为主、氰水以氰为主、铜镍锌三合水以3元素居多。这些实际情况，是在废水处理的实践中发现的，几乎所有企业的废水都是如此。由于第二段处理的污水中各种污染物都存在，用简单的药剂化学方法很难使终端水达标排放。前段处理不可能达到反渗透膜的处理要求，处理运行成本高，又不能达标排放。后段处理成了各家污水处理企业追求的方向和目标。

而且电化学法处理污水过程中，电解一段时间后，阳极会发生钝化现象，阴极会发生结垢问题，钝化时电极表面附着一层氧化物保护膜，表现为阳极溶出停止，处理的污水不能达标排放，而且电极材料、电能源消耗大，污水处理运行成本高等。这些问题一直困扰着电化学法在污水处理生产化中的应用。

同时，目前国内外广泛采用的可溶性电极多为铁板、铝板，作为处理污水的絮凝剂，但是电极板材料消耗太高，容易积垢，易老化，使用寿命短(30天左右)，增加了废水处理成本。

发明内容

本发明人在经过大量实验研究的基础上，成功研究了用作惰性复合电极的电极板。

根据本发明的技术方案，其通过如下方式实现：

(1)一种电极板，其包括多层结构，其至少由内层的中间层、以及在所述中间层两侧的石墨层的三层结构组成。

(2)根据(1)所述的电极板，其中所述的中间层为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

(3)根据(2)所述的电极板，其中的活性金属层为铁层或铝层。

(4)根据前述任一项所述的电极板，其中在该多层结构的一侧的石墨层外侧，由内向外还依次设置活性金属层和石墨层。

(5)根据(4)所述的电极板，其中在该多层结构的另一侧的石墨外层，由内向外还设有活性金属层和石墨层。

(6)根据前述任一项所述的电极板，其中在该多层结构的一侧，在所述石墨层外侧，由内向外还设有绝缘材料层、石墨层、活性金属层和石墨层。

(7)根据(6)所述的电极板，其中在该多层结构的另一侧，在所述石墨层外侧，由内向外还包括绝缘材料层、石墨层、中间层和石墨层，其中所述中间层为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

(8)根据(7)所述的电极板，其中在该多层结构的另一侧，在所述石墨层外侧，由内向外还包括绝缘材料层、石墨层、中间层和石墨层，其中所述中间层为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

(9)根据前述任一项所述的电极板，其特征在于在一侧的石墨层和中间层之间还设有绝缘材料层。

(10)根据前述任一项所述的电极板，其特征在于在另一侧的石墨层和中间层之间设有绝缘材料层。

(11)根据(6)-(10)任一项所述的电极板，其特征在于所述的绝缘材料层为玻璃钢层。

(12)根据(11)所述的电极板，其中所述的玻璃钢层为环氧树脂和玻璃纤维的复合材料层。

(13)根据(1)-(12)任一项所述的电极板，其特征在于该电极板用作阴极板。

(14)一种电解设备，其特征在于包含(1)-(13)任一项的电极板

(15)根据(14)的电解设备，其特征在于该电解设备至少包括一个阳极板、以及位于阴极板和阳极板之间的过渡板。

(16)根据(15)的电解设备，其特征在于，该电解设备包括至少一块(1)-(12)任一项的电极板作为阴极板，至少一块阳极板，以及位于阴极板和阳极板之间的至少两块、优选三块过渡板。

根据上述技术方案，本发明的优选技术方案如下：

一种电极板，其特征在于，该电极板由至少3层结构组成，其依次包括石墨层，活性金属层和石墨层，所述的活性金属为铁或铝。

根据本发明，所述电极板由至少3层结构组成，其依次由石墨层、碳钢板层、石墨层组成。

根据本发明，优选的电极板由至少7层结构组成，其依次包括石墨层、活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、活性金属层和石墨层。

根据本发明，优选的电极板由至少7层结构组成，其依次包括石墨层、碳钢板层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、碳钢板层和石墨层。

根据本发明的另一优选实施方案，所述电极板由至少5层结构组成，其依次包括石墨层、活性金属层、石墨层、活性金属层和石墨层。

根据本发明的实施方案，最优选本发明的阴极板由如下结构组成：

由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、冲刺后的铁层及石墨层依次组成的7层结构；

由石墨层、铝层、石墨层依次组成的3层结构；

由石墨层、铝层、石墨层、铝层、石墨层依次组成的5层结构；

由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层依次组成的3层结构；

由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、冲刺后的铁层、石墨层依次组成的5层结构；

由石墨层、碳钢板层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、碳钢板层、石墨层的7层结构组成；

由石墨层、碳钢板层、石墨层依次组成的3层结构。

根据本发明，优选对活性金属层进行冲刺处理，如果包含多层活性金属，可以选择对部分活性金属层进行冲刺处理。冲刺的目的是为了使得活性金属层与外层粘合的更好，而且无需增加其他的粘合剂。

根据本发明的电解槽，其包括上述阴极板，还包括阳极板和过渡板。

根据本发明的电解设备，其包括上述电极板，还包括阳极板，优选包括过渡板。

在本发明中，使用的阳极板可以为常规的阳极板，但优选使用本申请人于同日提交的、发明名称为“EFT惰性复合电极的阳极板及其制备方法，包含该阳极板的电解设备”的专利申请，其全文引入本文作为参考。

根据本发明的优选实施方案，所述阳极板包括多层结构，至少由内层的活性金属层，以及在所述活性金属两侧的石墨层的三层结构组成。优选在该多层结构的一侧，在所述活性金属和石墨层之间还依次设有绝缘材料层和石墨层，该侧多层结构由外向内依次为石墨层、绝缘材料层、石墨层和活性金属层。

根据前述的阳极板，其中在另一侧的活性金属和石墨层之间同时依次设有绝缘材料层和石墨层，即该另一侧多层结构由外向内依次为石墨层、绝缘材料层、石墨层和活性金属层。

根据前述的阳极板，其中在该多层结构的一侧，在所述石墨层和活性金属之间还设有活性金属层和绝缘材料层，该侧多层结构由外向内依次为石墨层、活性金属层、绝缘材料层和活性金属层。

根据前述的阳极板，其中在该多层结构的另一侧，在所述石墨层和活性金属之间还设有活性金属层和绝缘材料层，该侧多层结构由外向内依次为石墨层、活性金属层、绝缘材料层和活性金属层。

根据前述的阳极板，其特征在于该一侧的石墨外层，还设有一层活性金属层。

根据前述所述的阳极板，其中所述的绝缘材料层为玻璃钢层。

优选的阳极板由如下7层结构依次组成：石墨层、玻璃钢层、石墨层、活性金属层、石墨层、玻璃钢层和石墨层。

用于本发明的过渡板，可以参见申请人于同日申请的、发明名称为“EFT惰性复合电极的过渡板及其制备方法，包含该过渡板的电解设备”的专利申请，其全文引入本文作为参考。

过渡板的基本结构如下：

一种电极板，其至少包括四层结构，包括石墨层、中间层、石墨层以及外层的四层结构。

根据前述的电极板，其中所述的中间层及外层分别为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

根据前述的电极板，其中的活性金属层为铁层或铝层。

优选地，在多层结构一侧的石墨层外侧还包括一层活性金属层、不锈钢层或碳钢层，以及任选的石墨层。

优选地，在外层的外侧还包括一层活性金属层、不锈钢层或碳钢层，以及任选的石墨层。

根据前述的电极板，其中在该多层结构一侧的石墨层外侧，由内向外依次由绝缘材料层、石墨层、活性金属层、石墨层、任选地绝缘材料层、及任选地石墨层组成。

优选的过渡板由如下方式实现：

由石墨层、冲刺后的活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层依次组成的9层结构；

根据本发明的优选实施方案，优选的过渡板由至少9层结构组成，依次包括石墨层、碳钢板层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、铝层、石墨层、玻璃钢层、石墨层的9层结构。

根据本发明的优选方案，所述过渡板至少由石墨层、冲刺后的活性金属层、石墨层、活性金属层依次组成的4层结构组成。其中所述的活性金属层也可以被碳钢层或者不锈钢层替代。

根据本发明的优选方案，所述过渡板由至少4层结构组成，依次包括石墨层、碳钢板层、石墨层、铝层。

根据本发明的优选方案，所述过渡板至少由石墨层、冲刺后的活性金属层、石墨层、活性金属层及石墨层依次组成的5层结构。其中所述的活性金属层也可以被碳钢层或者不锈钢层替代。

根据前述的电极，优选对活性金属层，优选铝板或铁板层，更优选铁板层进行冲刺处理。

所述绝缘材料优选为玻璃钢层，优选由环氧树脂和玻璃纤维复合而成的玻璃钢层。

尽管本发明的过渡板并不直接与外加电源连接，但在电解槽中，本发明的过渡板本身实际上相当于同时兼具阳极板和阴极板的特性。

在本发明的电解设备中，使用过渡板的作用是是能够降低电流和增强废水处理能力。当阳极板和阴极板组成的电解槽中无过渡板时，同样水质下，单极接线法电流会大于1000A，但当存在过渡板时，则同一水质的多极接线法电流不超过800A，优选不超过600A，更优选不超过500A，最优选不超过400A。

当采用直流电源时，当在阴极板和阳极板中间使用过渡板时，优选至少2块过渡板，更优选至少3块过渡板。如果采用高压脉冲和高频脉冲电源时，过渡板可以无限制。

在本发明中，使用过渡板降低电流的原因在于，该过渡板在电解设备中也可以充当电极，而且一块过渡板的两侧可以分别充当阳极、阴极，故过渡板的两侧可以设置不同。在直流电源的条件下，由于过渡板并不与电流相通，因此实质上起到了降低电解设备的电流，大大降低了风险。

在电极板的外表面使用石墨的原因在于，石墨不易脱落，不易被侵蚀，因此增加石墨后，在电极的表层不会产生钝化，从而能够有效地保护电极板的使用寿命；同时也保证了阳极和阴极设定距离间电解槽电流密度的稳定分布，处理后的废水能达标排放且能长期稳定。

由于石墨为惰性材料，其本身具有独特的耐酸、耐碱、耐高温和优越的导电性能，通过合理的科技工艺和玻璃钢、活性金属粘合，加工复合成EFT惰性复合电极后，解决了电化学技术处理废水过程中，电极板易沾污、易结垢、易腐蚀、易钝化、使用寿命短、运行成本高等问题；并能控制电极板阳极板在设定范围内有序释放，负极板能长期使用，并且重金属可以回收。污水处理效果长期稳定。

石墨层可以选用各种不同原料的石墨，优选膨胀石墨，更优选含量为99.8％以上的优质膨胀石墨。

出于对水处理的经济性考虑，电极板优选使用铁或铝板。

为了使得进行电解反应的电极板与相邻层之间的粘合力更强，优选对该电解反应的电极板进行冲刺处理。如果包含多层该电极板，可以选择对部分电极板进行冲刺处理。冲刺处理的电极板中无需增加其他的粘合剂。

为了使得废水处理更完全，可以对阳极板和过渡板进行穿孔，孔的形状可以为槽状、圆形、椭圆形、方形等，优选椭圆形和圆形，更优选椭圆形。优选含有10-40个孔，优选15-30个孔，更优选20-24个孔。孔径大小以处理废水需释放的絮凝量要求而定。

本发明的EFT复合电极污水电解设备优选的技术方案是包括本发明的至少两块，优选至少3块顺序放置的过渡板，以及至少一块阳极板和一块阴极板。

根据本发明，所述电极板的制备工艺包括导电胶压合步骤。具体包括如下步骤：

a.石墨层的制备

选用各种不同原料的石墨，优选含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成0.4-2mm，优选0.6-1.5mm，更优选0.8-1.2mm，最优选0.9-1mm厚度的复合平板。

平板的厚度并无特别要求，考虑到成本等原因，故设置成如上范围。

b.任选地惰性材料层的制备

选用优质的环氧树脂加玻璃纤维压成0.3-3mm、优选0.5-2mm，更优选0.6-1.5mm，更优选0.8-1mm厚度的复合平板。

c.活性金属、碳钢或不锈钢层的制备

选用0.2-5mm、优选0.4-3mm，更优选0.6-2mm，还更优选0.8-1.5mm，最优选0.9-1mm厚的活性金属、碳钢或不锈钢材料，任选地进行冲刺处理，优选对作为阴极面的部分进行冲刺处理。

d.阴极板的制备

将所制备得到石墨层、任选冲刺的活性金属、碳钢或不锈钢层以及惰性材料层，根据阴极板的多层结构，顺序排放用胶粘合压平后，任选用尼龙螺栓固定平整，获得本发明的阴极板。

优选，在步骤d中，根据活性金属、碳钢或不锈钢层数的数量，分别制成包含活性金属、碳钢或不锈钢层的第一复核材料或者第二复合材料，然后再根据多层结构的要求，顺序排放制得所需电极板。

根据本发明，上述步骤a、b、c的顺序没有特别要求，可以是b、c、a或者c、b、a等顺序。

根据本发明，上述各层的原料均可以商业上获得，或者通过本领域常规的工艺制得厚度、长度、宽度不一的板层。

根据本发明，所述EFT惰性复合电极的电解设备的制备工艺通过下述方式实现：

利用EFT惰性复合电极组成20-40个，优选24-36个，更优选26-30个间距为80-240mm，优选100-200mm，更优选120-160mm的电解槽，电极接线方式为多极接线法，优选(+ 0 0 - 0 0 + 0 0 -)，即阳极板、过渡板、过渡板、阴极板、过渡板、过渡板，重复依次排列接线，或者优选(+ 0 0 0 - 0 0 0 + 0 00 -)，即阳极板、过渡板、过渡板、过渡板、阴极板、过渡板、过渡板、过渡板，重复依次排列接线。

外加电源220V，变压为12V、24V、36V，电流密度视污水水质而定。电解槽尺寸：长4000-6000mm，优选4200-5600mm，更优选4500-4800mm；宽800-2000mm，优选1000-1500mm；高1000-2400mm，优选1200-1800mm。每小时可处理8-10吨电镀废水。

极板尺寸：长800-2000mm，优选1000-1100mm；宽800-2000mm，优选1000-1100mm、厚1.5mm至10mm，优选2-8mm，更优选4-6mm。

采用本发明的电解设备，其优选技术方案中，起始电流为260-420A，优选为275-360A，更优选285-400A；10分钟后的电流为240-386A，优选256-300A，更优选275-276A；45分钟后的电流为180-320A，更优选206-295A，更优选262-270A；60分钟后的电流为150-300A，优选175-265A，更优选230-250A。

根据优选实施方案，起始电流275A、10分钟256A、45分钟206A、60分钟175A。

根据另一实施方案，起始电流385A、10分钟275A、45分钟262A、60分钟230A。

根据另一实施方案，起始电流360A、10分钟276A、45分钟270A、60分钟265A。

根据另一实施方案，起始电流420A、10分钟386A、45分钟295A、60分钟265A。

本发明的废水处理工艺流程是，将污水，如电镀污水通入到含有本发明电极板的污水处理设备(EFT)中，然后通过EFT-pH自动调节机进行调节，然后将经调节后的污水分别通入多个并排的泥水分离箱中，经分离后的清水直接通入清水收集池中，并将杂质部分通入淤泥收集池中。如需进一步处理，还将清水收集池中获得的清水通入碳砂过滤塔进行二次处理，然后将处理后的废水回用或排放到清水池中待用。

在外加电压的作用下，利用EFT惰性复合电极，作为阳极和阴极电极板处理废水时的耗材材料。使用本发明经过加工复合成的EFT惰性复合电极，在废水处理中作为正负电极材料后，处理的废水能长期稳定，能达标排放，运行成本非常低；解决了电化学技术处理废水领域中电极板易老化、耗能高等问题。为治理生活污水、工业污水开创了新的材料技术革命。此材料革命性的成功将给电化学技术在污水治理中发挥积极的作用，同时将为节约水资源和保护环境做出贡献。

使用本发明的电极板，经加工复合成的EFT惰性复合电极后，就解决了以上问题，每天处理150吨电镀废水使用寿命400天以上，大大降低了废水处理成本。

采用本发明的EFT惰性复合电极，作为处理污水中电絮凝的技术特点，可以在污水处理中回收有价值的物质。不仅可以处理单一的含Cr(Ⅵ)的废水，其铁氧体作用和共沉淀作用还可以处理含Cr(Ⅵ)、Cr³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺等多种重金属离子的综合性电镀废水，无需分流，一次处理达标，大大地简化了处理流程，且处理后的水质稳定。由于电絮凝工艺后端还有加石灰乳混凝沉淀单元，这进一步保障了重金属离子的去除效果。如处理电镀、电解废水时，可以同时回收铬或铜等30多种贵金属；在垃圾渗滤液处理中，可以去除重金属、除盐、杀菌，并保留其中的氮、磷、钾及有机质，使其成为有机无机复合液肥等；使用EFT惰性复合电极技术处理污水时对诸如COD、BOD、NH4-N、大肠杆菌、悬浮物、重金属等的除去率高达99％。所以EFT惰性复合电极技术出现，让污水处理资源化成为现实，使传统的污水处理观念有了一个新的发展。

该EFT惰性复合电极制成电解槽以及设备后，通过对电镀废水的处理，30多种金属离子可从水溶液中电沉积到阴极EFT惰性复合电极上，包括贵金属和重金属。重金属处理率几乎百分之百，同时非金属的处理率也达到了96.5％。

EFT惰性复合电极制成电解槽以及设备，可广泛应用于处理各种电镀、染料、颜料、涂料、农药、医药、兽药、炸药等生产废水；炼油废水、油田废水和其他精细化工废水，具有除浊脱色，降低COD、BOD，尤其对脱色及去除重金属效果更加显著；特别是汽车洗车场应用该设备后，更能有效地去除洗车废水中的悬浮物、各类胶体、各类细菌、分散油、乳化油、去除水中臭味，废水处理水质达到生活杂用水水质标准。

附图说明

附图1：实施例1的阴极板示意图结构

附图2：实施例2的阴极板示意图结构

附图3：实施例3的阴极板示意图结构

附图4：根据本发明方法制备的阴极板结构

附图5：EFT污水处理电解槽剖面示意图

附图6：EFT污水处理电化学工艺流程图

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，需要说明的是，下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上作出的改进都在本发明的保护范围之内。

实施例1.阴极板，由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、冲刺后的铁层及石墨层依次组成的7层结构

第一步：石墨层的制备

选用含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成0.8mm厚度的复合平板各4块。

第二步：玻璃钢层的制备

选用优质的环氧树脂加玻璃纤维压成0.6mm厚度的复合平板1块。

第三步：活性金属层的制备

选用1mm厚度的活性金属铁材料两块，进行冲刺处理。

第四步：过渡板的制备

将0.8mm的石墨层、1mm厚度的冲刺后的活性金属铁层以及0.8mm的石墨层依次用胶粘合压平后，获得两块复合材料。

然后将两块复合材料分别放置在玻璃钢层的两侧，用导电胶粘合压平后，再用尼龙螺栓固定平整，从而获得本发明的阴极板。

实施例2.阴极板，由石墨层、铝层、石墨层依次组成的3层结构

第一步：石墨层的制备

选用含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成0.6mm厚度的复合平板各2块。

第二步：活性金属层的制备

选用1mm厚度的活性金属铝材料。

第三步：过渡板的制备

将0.6mm的石墨层、1mm厚度的活性金属铝层以及0.6mm的石墨层依次用胶粘合压平后，获得本发明的阴极板。

实施例3.阴极板，由石墨层、铝层、石墨层、铝层、石墨层依次组成的5层结构

第一步：石墨层的制备

选用含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成0.8mm厚度的复合平板各3块。

第二步：活性金属层的制备

选用1mm厚度的活性金属铝材料。

第三步：过渡板的制备

将石墨层、活性金属铝层、石墨层、活性金属铝层以及石墨层依次用胶粘合压平后，获得本发明的阴极板。

实施例4.阴极板，由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层依次组成的3层结构

第一步：石墨层的制备

选用含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成1mm厚度的复合平板各2块。

第二步：活性金属层的制备

选用0.8mm厚度的活性金属铁材料进行冲刺处理。

第三步：阴极板的制备

将1mm的石墨层、0.8mm厚度的冲刺后的铁层以及1mm的石墨层依次用胶粘合压平后，获得本发明的阴极板。

实施例5.阴极板，由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、冲刺后的铁层、石墨层依次组成的5层结构

第一步：石墨层的制备

选用含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成0.5mm厚度的复合平板各3块。

第二步：活性金属层的制备

选用1.2mm厚的活性金属铁材料各两块，进行冲刺处理。

第三步：阴极板的制备

将石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、冲刺后的铁层以及石墨层依次用胶粘合压平后，获得本发明的阴极板。

实施例6.阴极板，由石墨层、碳钢板层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、碳钢板层、石墨层的7层结构组成

第一步：石墨层的制备

选用含量为99.8％以上的优质膨胀石墨蠕虫压成0.5mm厚度的复合平板各4块。

第二步：玻璃钢层的制备

选用优质的环氧树脂加玻璃纤维压成1mm厚度的复合平板1块。

第三步：活性金属层的制备

分别选用0.3mm和0.5mm厚度的碳钢板层材料两块待用。

第四步：过渡板的制备

将0.5mm石墨层、0.3mm碳钢板层、0.5mm石墨层依次用胶粘合压平后，获得第一复合材料，再将0.5mm石墨层、0.5mm碳钢板层、0.5mm石墨层依次用胶粘合压平后，获得第二复合材料。

然后将两块复合材料分别放置在1mm玻璃钢层的两侧，用导电胶粘合压平后，再用尼龙螺栓固定平整，从而获得本发明的阴极板。

实施例7阴极板，由石墨层、碳钢板层、石墨层依次组成的3层结构

第一步：石墨层的制备

第二步：活性金属层的制备

选用0.5mm厚的碳钢板层待用。

第三步：阴极板的制备

将1mm的石墨层、0.5mm厚的碳钢板层以及1mm的石墨层依次用胶粘合压平后，获得本发明的阴极板。

实施例8.EFT污水处理设备

EFT污水处理设备一

如附图所示，本发明的污水处理设备内部由阳极板、两块过渡板、阴极板、两块过渡板交替依次排列，总计31块板。

所述阳极板由石墨层、玻璃钢层、石墨层、铝层、石墨层、玻璃钢层、石墨层7层结构组成；其中各石墨层的厚度为0.5mm；铝层的厚度为0.8mm；玻璃钢层的厚度为1mm，制备工艺与本发明阴极板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得阳极板。

所述阴极板由实施例1的阴极板构成，即由石墨层、冲刺后的活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、冲刺后的活性金属层及石墨层依次组成的7层结构组成；其中各石墨层的厚度为0.8mm、冲刺后的铁层厚1mm以及0.6mm厚的玻璃钢层。

所述过渡板由石墨层、冲刺后的活性金属层、石墨层、活性金属层及石墨层依次组成的5层结构组成，其中石墨层的厚度为1mm，一块铝层为0.8mm厚，冲刺的铁板层厚0.8mm，制备工艺与本发明阴极板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得过渡板。

EFT污水处理设备二

如附图所示，本发明的污水处理设备内部由阳极板、两块过渡板、阴极板、两块过渡板交替依次排列，总计27块板。

所述阳极板由石墨层、玻璃钢层、石墨层、铝层、石墨层、玻璃钢层、石墨层7层结构组成；其中各石墨层的厚度为0.8mm；铝层的厚度为1mm；玻璃钢层的厚度为0.8mm，制备工艺与本发明阴极板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得阳极板。

所述阴极板由实施例3的阴极板，即由石墨层、活性金属层、石墨层、活性金属层、石墨层依次组成的5层结构组成；其中各石墨层的厚度为0.8mm、铝层厚1mm。

所述过渡板由石墨层、冲刺后的活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层依次组成的9层结构组成，其中石墨层的厚度为0.5mm，一块铝层为1mm厚，冲刺的铁板层厚1mm，玻璃钢层厚为0.5mm，制备工艺与本发明阴极板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得过渡板。

EFT污水处理设备三

所述阳极板由石墨层、玻璃钢层、石墨层、铝层、石墨层、玻璃钢层、石墨层7层结构组成；其中各石墨层的厚度为0.6mm；铝层的厚度为1.2mm；玻璃钢层的厚度为0.8mm，制备工艺与本发明阴极板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得阳极板。

所述阴极板实施例2，即由石墨层、铝层、石墨层依次组成的3层结构组成；其中各石墨层的厚度为0.6mm、铝层厚1mm。

所述过渡板由石墨层、冲刺后的铝层、石墨层、铝层依次组成的4层结构其中石墨层的厚度为0.8mm，铝层为1mm厚，冲刺的铁板层厚1mm，制备工艺与本发明阴极板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得过渡板。

EFT污水处理设备四

所述阳极板由石墨层1mm、玻璃钢层0.5mm、石墨层0.5mm、铝层3mm、石墨层0.5mm、玻璃钢层0.5mm、石墨层1mm的7层结构组成，制备工艺与本发明过渡板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得阳极板。

所述阴极板由实施例6，即由石墨层0.5mm、碳钢板层0.3mm、石墨层0.5mm、玻璃钢层1mm、石墨层0.5mm、碳钢板层0.5mm、石墨层0.5mm的7层结构组成；制备工艺与本发明过渡板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得阴极板。

所述过渡板由石墨层0.5mm、碳钢板层0.2mm、石墨层0.5mm、玻璃钢层0.5mm、石墨0.5mm、铝层2mm、石墨层0.5mm、玻璃钢层0.5mm、石墨0.5mm的9层结构组成。

EFT污水处理设备五

所述阴极板由实施例7，即石墨层1mm、碳钢板层0.5mm、石墨层1mm的3层结构组成；制备工艺与本发明过渡板的工艺相同，采用胶粘合压平后，获得阴极板。

所述过渡极板由石墨层1mm、碳钢板层0.5mm、石墨层1mm、铝层3mm的4层结构组成。

实施例9.EFT废水处理工艺流程

如附图所示，本发明的废水处理工艺流程是，将污水，如电镀污水通入到含有本发明电极板的污水处理设备(EFT)中，然后通过EFT-pH自动调节机进行调节，然后将经调节后的污水分别通入多个并排的泥水分离箱中，经分离后的清水直接通入清水收集池中，并将杂质部分通入淤泥收集池中。如需进一步处理，还将清水收集池中获得的清水通入碳砂过滤塔进行二次处理，然后将处理后的废水回用或排放到清水池中待用。

实施例10.复合电极的应用

实例一：利用EFT惰性复合电极处理污水

利用EFT惰性复合电极处理污水时的实例1

针对某电镀厂日处理量150吨的电镀废水按实施例7的工艺进行废水处理，利用本发明实施例8的EFT惰性处理设备一处理60分钟后，水质可用于回用、达到国家2008特别排放标准。

利用EFT惰性复合电极组成30个间距为160mm的电解槽。电极接线方式为多极接线法(+ 0 0 - 0 0 + 0 0 -)，外加电源220V变压为12V、24V、36V，电流密度示污水水质而定。电解槽尺寸：长5000mm、宽1500mm、高1800mm(每小时处理10吨电镀废水)

电极板尺寸：长1100mm、宽1100mm、厚(1.5mm至5.5mm)

起始电流360A、10分钟276A、45分钟270A、60分钟265A

处理60分钟的污水有当地环保监测站监测，数据结果为：

表一

利用EFT惰性复合电极处理污水时的实例2

针对某电子电路有限公司日处理量1000吨的镀铜废水按实施例7的工艺进行废水处理，利用本发明实施例8的EFT惰性电解设备二处理60分钟后，水质可用于回用、达到国家2008特别排放标准。

利用EFT惰性复合电极组成30个间距为160mm的电解槽。电极接线方式为多极接线法(+ 0 0 - 0 0 + 0 0 -)外加电源220V变压为12V、24V、36V，电流密度示污水水质而定。电解槽尺寸：长4800mm、宽1400mm、高1800mm(每小时处理10吨电镀废水)。电极板尺寸：长1000mm、宽900mm、厚(1.5mm至6.5mm)。起始电流275A、10分钟256A、45分钟206A、60分钟175A

处理60分钟的污水有当地环保监测站监测，数据结果如表二所示：

表二

污染物	总铜	COD	氨氮	PH值
					进水浓度/mg/L	15.3	264	6.13	8.5
出水浓度/mg/L	0.050L	16.8	4.94	7.3

利用EFT惰性复合电极处理污水时的实例3

针对某电镀厂日处理量300吨的电镀废水按实施例7的工艺进行废水处理，利用本发明实施例8的EFT惰性电解设备四处理60分钟后，水质可用于回用、达到国家2008新建排放标准。

利用EFT惰性复合电极组成24个间距为180mm的电解槽。电极接线方式为多极接线法(+ 0 0 - 0 0 + 0 0 -)。外加电源220V变压为12V、24V、36V，电流密度示污水水质而定。电解槽尺寸：长4800mm、宽1800mm、高1800mm(每小时处理10吨电镀废水)。电极板尺寸：长1200mm、宽1100mm、厚(1.5mm至8mm)。起始电流385A、10分钟275A、45分钟262A、60分钟230A

处理60分钟的污水有当地环保监测站监测，数据结果如表三所示：

表三

污染物	总铬	总鎳	总铜	COD	PH值
						进水浓度/mg/L	73.3	18.4	15.3	451	1.7
出水浓度/mg/L	0.037	0.1	0.060	63	7.2

利用EFT惰性复合电极处理污水时的实例4

针对某电镀厂日处理量2000吨的电镀废水按实施例7的工艺进行废水处理，利用本发明实施例8的EFT惰性电解设备五处理60分钟后，水质可用于回用、达到国家2008新建排放标准。

利用EFT惰性复合电极组成30个间距为180mm的电解槽。电极接线方式为多极接线法(+ 0 0 0 - 0 0 0 + 0 0 0 -)。外加电源220V变压为12V、24V、36V，电流密度示污水水质而定。电解槽尺寸：电解槽尺寸：长4800mm、宽1500mm、高1800mm(每小时处理10吨电镀废水)。极板尺寸：长1100mm、宽1100mm、厚(1.5mm至10mm)。起始电流420A、10分钟386A、45分钟295A、60分钟265A。

处理60分钟的污水有当地环保监测站监测，数据结果如下表四所示：

表四

Claims

1.一种阴极板，其特征在于，包括多层结构，至少由内层的中间层、以及在所述中间层两侧的石墨层的三层结构组成，所述的中间层为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

2.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述的活性金属层为铁层或铝层。

3.根据权利要求2所述的阴极板，其特征在于，所述活性金属层为进行冲刺处理的活性金属层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的阴极板，其特征在于，在所述多层结构的一侧的石墨层外侧，由内向外还依次设置活性金属层和石墨层。

5.根据权利要求4所述的阴极板，其特征在于，在所述多层结构的另一侧的石墨外层，由内向外还设有活性金属层和石墨层。

6.根据权利要求1-3任一项所述的阴极板，其特征在于，在所述多层结构的一侧，在所述石墨层外侧，由内向外还设有绝缘材料层、石墨层、中间层和石墨层，其中所述中间层为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

7.根据权利要求6所述的阴极板，其特征在于，在所述多层结构的另一侧，在所述石墨层外侧，由内向外还包括绝缘材料层、石墨层、中间层和石墨层，其中所述中间层为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

8.根据权利要求1-3任一项所述的阴极板，其特征在于，在一侧的石墨层和中间层之间还设有绝缘材料层。

9.根据权利要求8所述的阴极板，其特征在于，在另一侧的石墨层和中间层之间设有绝缘材料层。

10.根据权利要求7所述的阴极板，其特征在于，所述的绝缘材料层为玻璃钢层。

11.根据权利要求9所述的阴极板，其特征在于，所述的绝缘材料层为玻璃钢层。

12.根据权利要求10所述的阴极板，其特征在于，所述的玻璃钢层为环氧树脂和玻璃纤维的复合材料层。

13.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述活性金属层为进行冲刺处理的活性金属层。

14.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由至少3层结构组成，其依次为石墨层、碳钢板层、石墨层。

15.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由石墨层、铝层、石墨层依次组成。

16.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于所述阴极板由至少7层结构组成，其依次为石墨层、活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、活性金属层和石墨层。

17.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由至少7层结构组成，其依次为石墨层、碳钢板层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、碳钢板层和石墨层。

18.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由至少5层结构组成，其依次为石墨层、活性金属层、石墨层、活性金属层和石墨层。

19.根据权利要求18所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由石墨层、铝层、石墨层、铝层、石墨层依次组成。

20.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、玻璃钢层、石墨层、冲刺后的铁层及石墨层依次组成。

21.根据权利要求1所述的阴极板，其特征在于，所述阴极板由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层依次组成的3层结构组成。

22.根据权利要求1的阴极板，其特征在于，所述阴极板由石墨层、冲刺后的铁层、石墨层、冲刺后的铁层、石墨层依次组成。

23.一种电解设备，其特征在于，包含权利要求1-22任一项的阴极板。

24.根据权利要求23所述的电解设备，其特征在于，该电解设备至少包括一个阳极板、以及位于阴极板和阳极板之间的过渡板。

25.根据权利要求23的电解设备，其特征在于，该电解设备包括至少一块权利要求1-20任一项的电极板作为阴极板，至少一块阳极板，以及位于阴极板和阳极板之间的至少两块过渡板。

26.根据权利要求24的电解设备，其特征在于，包括三块过渡板。

27.根据权利要求24-26任一项的电解设备，其特征在于，所述过渡板至少包括石墨层、中间层、石墨层以及外层的四层结构，其中所述的中间层及外层分别为活性金属层、不锈钢层或碳钢层。

28.根据权利要求24-26任一项的电解设备，其特征在于，所述阳极板由石墨层、玻璃钢层、石墨层、活性金属层、石墨层、玻璃钢层、石墨层7层结构组成。

29.一种权利要求1-22任一项的阴极板的制造方法，其特征在于，包括导电胶压合步骤。