CN103806019B - 旋流膜电解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流膜电解装置。该装置包括筒状主壳体，该主壳体下部为锥形排料口，上方配置有带抽气孔的可卸上端盖；所述阴极室采用切向进液，在筒状主壳体下部切向设置阴极液进水管，阳极室采用轴向进水并通过微孔布水管布水。本发明利用阳离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，使得金属在阴极室被电解出来，电解装置产生的废气经上端盖上的抽气孔排出进一步净化处理，而能够产生旋流的结构设计能够显著提升电解速率和品质。

Description

旋流膜电解装置

技术领域

本发明涉及一种电解装置，特别是涉及一种回收废液中铜镍等金属的旋流膜电解装置。

背景技术

电镀等工业行业每年都会产生大量的含铜镍等金属的废液，这些废液中除了重金属离子外，往往还含有毒阴离子和络合物等污染物，一旦排放到环境中，会对水源和土壤造成严重危害，威胁人类健康。

对于该类含铜镍等金属废液的处理主要有化学转化技术，包括化学沉淀法、电解法；介质提取技术，包括溶剂萃取法、吸附法、有机絮凝法、离子交换法及生物处理法；物理化学浓缩技术，包括电渗析、膜分离浓缩技术。从目前应用的情况来看，该类废水的处理以成本比较低、技术比较成熟的化学法为主。采用化学沉淀法处理废水时，会产生大量的含铜污泥，污泥具有易积累、不稳定及易流失等特点，如不能妥善处理，将造成严重的环境破坏。膜电解是电渗析和电解相结合的具有多功能性、能量利用率高、可控制性、环境兼容性高及经济性等特点的新型水处理技术。

目前应用较广的离子膜电解槽被平板状离子膜分割成一个一个交替平行的方形阴极和阳极室，废液在槽内缓慢流动，槽内废液容易出现浓度差，电解效率低，电解出的金属容易呈现粉末状，物质结构性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是克服目前产品中的不足，提供一种新型旋流膜电解装置，有效克服传统方槽平板式膜电解装置容易出现的浓度差，电解效率低，电解出的金属容易呈现粉末状等问题。

本发明的旋流膜电解装置包括筒状主壳体、上端盖、筒状离子膜、阳极和阴极，所述筒状阳离子膜将筒状主壳体内部空间分隔为阳极室和阴极室，阳极室内设有阳极，阴极室内设有阴极，阳极室和阴极室分别有单独的进出液管道，可以卸下的上端盖盖在筒状主壳体顶部，所述可以卸下的上端盖设置有排气孔和阴阳极接线柱孔。

进一步而言，所述筒状主壳体下部为锥形排料口，连接配有阀门的管道，便于定期排出阴极室产物或清洗杂物。

进一步，所述排气孔连接排气管，电解时产生的气体通过排气孔和附属排气管道排走进一步净化处理。

进一步而言，所述筒状阳离子离子膜是采用片状离子膜卷起包裹在PP或PVC材质多孔骨架而形成的，离子膜接缝处采用压条和钛螺丝压紧固定。

进一步而言，所述阳极是由阳极钛网构成。

进一步而言，所述阴极是由不锈钢片、铜片或钛片等金属薄板卷起拼接成圆筒状的。

进一步而言，所述阳极室采用轴向进水，通过底部微孔布水管布水，阳极液经由多孔骨架上部的溢流口排出。

进一步而言，所述阴极室采用筒状主壳体下部切向进水，采用这种结构使得阴极液形成螺旋上升的液流，阴极液经由主壳体上部溢流口排出。

本发明的有益效果：对于电镀等行业产生的含铜镍等金属的废液，采用本旋流膜电解装置处理，利用阳离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，使得金属在阴极室被电解出来，旋流膜电解装置产生的废气经上端盖上的排气孔排出进一步净化处理，而能够产生旋流的结构设计能够显著提升电解速率和品质。本装置特别适用于含铜镍等金属的废液的再生循环和分离回收，操作简单，成本低廉。

附图说明

图1为旋流膜电解装置结构示意图。

图2为阳离子膜安装示意图。

在图中 1、筒状主壳体 2、阳极室 3、阴极室 4、阳极 5、阴极 6、筒状阳离子离子膜 7、多孔过滤骨架 10、上端盖 101、排气管 11、阴极液进水管 12、开孔底板 13、阳极液出水管 14、阴极液出水管 15、阳极液进水管 151、微孔布水管 16、清洗下料管 61、压条62、钛螺丝。

具体实施方案

为了便于理解，以下结合优选实施方式并配合附图进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明的旋流膜电解装置包括筒状主壳体1、上端盖10、筒状阳离子离子膜6、阳极4和阴极5；所述筒状阳离子离子膜6将主壳体内部空间分隔为阳极室2和阴极室3，阳极室2内设有阳极4，阴极室3内设有阴极5，阳极室2和阴极室3分别有单独的进出液口；所述可以卸下的上端盖10设置有排气孔和阴阳极接线柱孔，排气孔连接排气管101，电解时产生的废气通过排气孔和附属的排气管101排走进一步净化处理；所述筒状主壳体1下部为锥形清洗排料口，连接配有阀门的清洗下料管16，便于定期排出阴极室3产物或清洗废液。

所述为阳极室2为筒状阳离子离子膜6所包围的空间，筒状阳离子离子膜6是采用片状离子膜卷起包裹在PP或PVC材质的多孔过滤骨架7上的，筒状阳离子离子膜6接缝处采用压条61和钛螺丝62固定压紧，位于阳极室2中央的阳极4是由钛网卷起拼接成圆筒状的，阳极室2采用轴向进液，阳极室2的底部轴向设置阳极液进液管15，阳极液进液管15连接微孔布水管151，阳极液经阳极液进液管15进入装置，通过底部的微孔布水管151布水，阳极液缓慢向上流动并发生电解反应，最终经由多孔过滤骨架7上部的溢流口连接的阳极液出水管13排出。

所述为阴极室3为筒状阳离子离子膜6和筒状主壳体1内壁之间的空间，由钛片、不锈钢片或铜片等金属片卷起拼接成圆筒状的阴极5紧靠筒状主壳体1内壁，阴极室3底部为开孔底板12，开孔底板12的孔用于通过阳极液进液管15，阴极室3采用切向进液，筒状主壳体1下部切向设置阴极液进水管11，采用这种结构使得阴极液形成螺旋上升的液流，阴极液向上流动的同时发生电解反应，最终经由筒状主壳体1上部溢流口连接的阴极液出水管14排出。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围。凡是利用本发明及附图内容所作之结构、材料和用途的变换，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种旋流膜电解装置，包括筒状主壳体、上端盖、筒状阳离子离子膜、阳极和阴极，所述筒状阳离子离子膜将筒状主壳体内部空间分隔为阳极室和阴极室，阳极室内设有阳极，阴极室内设有阴极，阳极室和阴极室分别有单独的进出液管道，可以卸下的上端盖盖在筒状主壳体顶部，其特征是所述上端盖设置有排气孔和阴阳极接线柱孔，所述阳极室采用轴向进水，阳极室底部轴向设置阳极液进液管，所述阳极液进液管连接微孔布水管,通过底部微孔布水管布水，阳极液经由多孔骨架上部的溢流口排出，所述筒状阳离子离子膜是采用片状离子膜卷起包裹在PP或PVC材质多孔骨架而形成的，离子膜接缝处采用压条和钛螺丝压紧固定。

2.根据权利要求1所述的旋流膜电解装置，其特征是所述阴极室采用切向进液，在筒状主壳体下部切向设置阴极液进水管。

3.根据权利要求1或2所述的旋流膜电解装置，其特征是所述筒状主壳体下部为锥形排料口，连接配有阀门的管道。

4.根据权利要求1或2所述的旋流膜电解装置，其特征是所述阳极是由钛网构成。

5.根据权利要求1或2所述的旋流膜电解装置，其特征是所述阴极是金属薄板卷起拼接成圆筒状的。