CN102336455A - 模块化串联的电化学降解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化串联的电化学降解装置。端模块、N个甲类中间模块和N－1个乙类中间模块侧面上均开有凹槽；两类中间模块分别开有下、上过水小孔；端模块上的凹槽和进水管连通；两类中间模块相间排列后，其两侧安装端模块和端板后用螺杆与螺母紧固；各模块之间通过下过水小孔或上过水小孔依次连通；每个模块内均安装阳极与阴极相间排列的电极组；同一电极组内，阳极与阴极分别各自互相连接；端模块中的阳极与电源正极相连，紧挨端板的甲类中间膜块中的阴极与电源负极相连；模块的底部均设有排水管。本发明串联级数根据需要进行随意调整，利用相同尺寸的模块，可装配成具有不同处理能力的降解装置。它可用于工业废水的电化学降解处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种电化学降解装置，尤其是涉及用于工业废水处理的一种模块化串联的电化学降解装置。
背景技术
随着工业的快速发展，通过各种途径进人水体中的有机污染物的数量和种类急剧增加，对水环境造成了严重的污染，并直接威胁人类的健康。特别是化工、染料、制药、印染、焦化等行业产生的废水，因所含有机污染物的分子结构较为稳定，采用常规的物理化学法与生物化学法进行处理时，效果甚差。电化学降解是一种依靠电解产生强氧化剂来氧化各类污染物的废水处理新技术。与常规的物理化学法与生物化学法相比，电化学降解具有许多突出优点。首先，电解过程中阳极上产生的·OH 具有很强的氧化性，可无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水等简单有机物，处理效率高，且很少产生二次污染。其次，电化学降解在常温常压下即可进行，反应条件温和。再一，电化学降解既可单独处理，又可与其它处理技术相结合，如作为生化法的前处理，用以提高废水的可生化性。此外，电化学降解操作简单，易实现自动化。近年来，电化学降解技术已在垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、染料废水、焦化废水、炼油废水等领域进行了应用研究，取得了较大进展，使人们对这一技术的期待更加迫切。但是电化学降解技术还存在许多亟待解决的关键性问题，其中之一就是电化学降解装置的设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化串联的电化学降解装置，以用于工业废水的电化学降解处理。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括上部设有进水管的端模块，N个甲类中间模块，N－1个乙类中间模块，上部设有出水管的端板；端模块、N个甲类中间模块和N－1个乙类中间模块侧面上均开有凹槽；甲类中间模块凹槽开有下过水小孔，乙类中间模块凹槽开有上过水小孔；端模块上的凹槽和进水管连通；所有模块的凹槽外侧均开有U型密封槽，每条U型密封槽内均安装U型密封条；甲类中间模块和乙类中间模块相间排列后，端模块安装在第一个甲类模块的一侧，端板安装在最后一个甲类中间模块的另一侧，而且端模块、甲类中间模块和乙类中间模块的凹槽均朝向端板一侧，用螺杆连成整体；N个甲类中间模块与N－1个乙类中间模块之间通过下过水小孔或上过水小孔依次连通；每个模块内均安装阳极与阴极相间排列的电极组，电极组内，阳极与阴极之间采用绝缘隔离物隔离，阴阳电极的底部采用固定在模块上的挡块支撑；在同一电极组内，各阳极互相连接，各阴极也互相连接；端模块的阳极与直流电源的正极相连，端模块的阴极与相邻的甲类第一中间模块中的阳极相连；所述甲类第一中间模块中的阴极又与相邻的乙类第一中间模块中的阳极相连，以此类推；最后一个甲类中间模块中的阴极与直流电源的负极相连；每块模块的底部均设有排水管。
所述的N个甲类中间模块为2～50个，其个数根据处理流量与污染物浓度而定。
所述每个模块内的电极组中的阳极数与阴极数相等，或阳极与阴极相差1个，阳极与阴极个数根据处理流量与污染物浓度而定。
所述绝缘隔离物为绝缘网或固定在阳极或阴极上的绝缘铆钉。
本发明具有的有益效果是：
本发明的电化学降解装置的模块串联级数可根据需要进行随意调整，因此利用相同尺寸的模块，可装配成具有不同处理能力的电化学降解装置。电化学降解装置可灵活拆卸，并重新安装，有利于电极的更换与维修。本发明可用于工业废水的电化学降解处理。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是本发明的端模块结构图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是本发明的甲类中间模块结构图。
图5是图4的B-B剖视图。
图6是本发明的乙类中间模块结构图。
图7是图6的C-C剖视图。
图8是本发明的端板模块结构图。
图9是图8的D-D剖视图。
图10是本发明的阳极和阴极的引线串接图。
图中：1、进水管，2、端模块，3、甲类中间模块，3’、乙类中间模块，4、U型密封槽，5、U型密封条，6、出水管，7、端板，8、螺杆，9、螺母，10、垫片，11、螺杆穿越孔，12、下过水小孔，13、上过水小孔，14、挡块，15、阳极（虚线），16、阴极（实线），17、排水管，18、阳极接线，19、阴极接线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，包括上部设有进水管1的端模块2，N个甲类中间模块3，N－1个乙类中间模块3’，上部设有出水管6的端板7；端模块2、N个甲类中间模块3和N－1个乙类中间模块3’侧面上均开有凹槽；甲类中间模块3凹槽开有下过水小孔12，乙类中间模块3’凹槽开有上过水小孔13；端模块2上的凹槽和进水管1连通；所有模块的凹槽外侧均开有U型密封槽4，每条U型密封槽4内均安装U型密封条5；甲类中间模块3和乙类中间模块3’相间排列后，端模块2安装在第一个甲类模块3的一侧，端板7安装在最后一个甲类模块3的另一侧，而且端模块2、甲类中间模块3和乙类中间模块3’的凹槽均朝向端板7一侧，所有模块U型密封槽的周围开有螺杆穿越孔11，每个螺杆穿越孔11均用垫片10、螺杆8和螺母9连成整体；N个甲类中间模块3与N－1个乙类中间模块3’之间通过下过水小孔12或上过水小孔13依次连通；如图10所示，每个模块内均安装阳极15与阴极16相间排列的电极组，电极组内，阳极15与阴极16之间采用绝缘隔离物隔离，阴阳电极的底部采用固定在模块上的挡块14支撑；在同一电极组内，各阳极15用阳极接线18互相连接，各阴极16用阴极接线19也互相连接；端模块2的阳极15与直流电源的正极相连，端模块2的阴极16与相邻的甲类第一中间模块3中的阳极相连；所述甲类第一中间模块3中的阴极16又与相邻的乙类第一中间模块3’中的阳极15相连，以此类推；最后一个甲类中间模块3中的阴极16与直流电源的负极相连；每个模块的底部均设有排水管，以便将模块的底部液体或沉积物排出。
所述的N个甲类中间模块3为2～50个，其个数根据处理流量与污染物浓度而定。
所述每个模块内的电极组中的阳极数与阴极数相等，或阳极与阴极相差1个，阳极与阴极个数根据处理流量与污染物浓度而定。
所述绝缘隔离物为绝缘网或固定在阳极或阴极上的绝缘铆钉。
所述阳极具有高析氧过电位，所采用的基底材料为Ti、Nb、W或Ta等，所采用的电化学催化剂为掺硼金刚石BDD、PbO2或SnO2。阳极形状为网状或平板状。所述阴极的材料是耐腐蚀的不锈钢或镍或钛。阴极形状为网状或平板状。
本发明的工作原理如下：
经过适当预处理除去悬浮物的废水首先自端模块2的进水管1进入，然后自上而下流过端模块2，再自下而上流过相邻的一个甲类中间模块3，再自上而下流过另一个乙类中间模块3’，以此类推。在直流电的作用下，阳极表面产生氢氧自由基、次氯酸等强氧化剂，将废水中的有机污染物氧化分解成CO2、H2O 、SO4 2-等无机物。处理后的出水通过端板7上的出水管6排出。
实施例：以网状Ti/PbO2为阳极，不锈钢板为阴极，阴阳电极间距为2mm,化学需氧量COD约200-400 mg/L的含酚废水经本发明所示的系统处理后，出水COD可降至50 mg/L以下，能耗为5-10 kWh/m3废水。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种模块化串联的电化学降解装置，其特征在于：包括上部设有进水管(1)的端模块(2)，N个甲类中间模块(3)，N－1个乙类中间模块(3’)，上部设有出水管(6)的端板(7)；端模块(2)、N个甲类中间模块(3)和N－1个乙类中间模块(3’)侧面上均开有凹槽；甲类中间模块(3)凹槽开有下过水小孔，乙类中间模块(3’)凹槽开有上过水小孔；端模块(2)上的凹槽和进水管(1)连通；所有模块的凹槽外侧均开有U型密封槽，每条U型密封槽内均安装U型密封条(5)；甲类中间模块(3)和乙类中间模块(3’)相间排列后，端模块(2)安装在第一个甲类模块(3)的一侧，端板(7)安装在最后一个甲类模块(3)的另一侧，而且端模块(2)、甲类中间模块(3)和乙类中间模块(3’)的凹槽均朝向端板(7)一侧，用螺杆连成整体；N个甲类中间模块(3)与N－1个乙类中间模块(3’)之间通过下过水小孔(12)或上过水小孔(13)依次连通；每个模块内均安装阳极(15)与阴极(16)相间排列的电极组，电极组内，阳极(15)与阴极(16)之间采用绝缘隔离物隔离，阴阳电极的底部采用固定在模块上的挡块(14)支撑；在同一电极组内，各阳极互相连接，各阴极也互相连接；端模块(2)的阳极与直流电源的正极相连，端模块(2)的阴极与相邻的甲类第一中间模块(3)中的阳极相连；所述甲类第一中间模块(3)中的阴极又与相邻的乙类第一中间模块(3’)中的阳极相连，以此类推；最后一个甲类中间模块(3)中的阴极与直流电源的负极相连；每个模块的底部均设有排水管(17)。
2.根据权利要求1所述的一种模块化串联的电化学降解装置，其特征在于：所述的N个甲类中间模块(3)为2～50个，其个数根据处理流量与污染物浓度而定。
3.根据权利要求1所述的一种模块化串联的电化学降解装置，其特征在于：所述每个模块内的电极组中的阳极数与阴极数相等，或阳极与阴极相差1个，阳极与阴极个数根据处理流量与污染物浓度而定。
4.根据权利要求1所述的一种模块化串联的电化学降解装置，其特征在于：所述绝缘隔离物为绝缘网或固定在阳极或阴极上的绝缘铆钉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121114 |