CN105461047A - 一种新型生化电解池 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供一种新型生化电解池，该电解池接通石墨电极板和不锈钢板所代表的正负极，其中电源通直流电，输出电压为48V，利用空气中的氧气，通过一系列的化学反应机制形成初生态的H2O2，随之进一步分解产生具有极强氧化性的羟基自由基(·OH)，羟基自由基能够迅速氧化多环或杂环芳烃类，使之被降解为易被微生物进一步分解的小分子有机物，与此同时，好氧微生物会聚集在中空曝气膜的周围，边降解污水中的上述小分子有机物中边繁殖。

Description

一种新型生化电解池
技术领域
本发明创造涉及污水处理技术领域，具体涉及一种新型生化电解池，该设备集电化学法和微生物法降解污水于一体，即对污水具有双效处理效果。
背景技术
电化学技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化还原转变。电催化氧化的机理主要是通过电极和催化材料的作用产生羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O2)、H2O2来氧化水体中的有机物。但是对于电催化氧化处理有机物的机理有很多，其中被广大研究者所接收的是金属氧化物吸附羟基自由基和金属过氧化物理论。
电化学法和其他方法的结合是电化学法的前沿之一，其中最突出的是电化学法和生物法的结合，其原理是是污染物在生物和电化学双重作用下得到降解，且微弱的电流还可以刺激微生物的代谢活动。在处理难生物降解或电解处理不彻底的废水方面已显出明显的优势。
现在市场上有大量的利用电化学法及微生物相结合的方法处理污水的设备，但普遍存在价格偏高，降解效率低及设计结构不合理等问题，本发明创造即是基于上述问题进行改进。
发明内容
本发明创造为解决背景技术中所述产品存在的问题，提供一种新型生化电解池，该设备使用方便，成本易于控制，具有突出的规模化应用前景。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种新型生化电解池，包括电解槽，所述电解槽外围设有曝气法兰、接线箱、出水法兰、进水法兰以及排水法兰，所述电解槽内设有石墨电极、不锈钢电极、布水管、曝气单元、格栅板、尼龙网和滤水箱；
所述石墨电极和不锈钢电极分别固设于所述电解槽的两侧壁上；
所述布水管与所述进水法兰连接，所述布水管上设有出水孔，所述曝气单元与所述曝气法兰连接，所述滤水箱与所述出水法兰通过管路连接，所述滤水箱的表面为网状结构；
所述电解槽内设有向内突出的凸台，所述格栅板位于所述凸台上，所述尼龙网位于所述格栅板上，所述布水管位于所述格栅板的下方；
所述曝气单元包括连通管部及与所述连通管部连通设置的曝气部，所述曝气部包括若干中空的中心柱以及在所述中心柱外围花瓣式设置的中空曝气膜，所述中空曝气膜与所述中心柱连通，所述中空曝气膜的自由端为密封结构。
进一步，所述滤水箱内设有若干并行设置的过滤网，所述过滤网与所述滤水箱为可拆卸连接。
进一步，所述尼龙网为两层设置。
进一步，所述电解槽外围还设有检查法兰。
进一步，所述电解槽内还设有用于支撑及固定滤水箱的撑杆。
进一步，所述电解槽内还设有用于支撑及固定曝气单元的撑杆。
进一步，所述出水孔为开口向下设置。
进一步，所述曝气孔为开口向下设置。
进一步，所述石墨电极和不锈钢电极分别固设有紫铜条，不锈钢电极上的所述紫铜条表面设有防腐树脂层。
进一步，所述电解槽下部还设有电解槽支架。
本发明创造上述设备的工作原理如下：
利用三维电极的基本原理，并巧妙配以催化氧化技术构成。即根据废水中需要去除的污染物的种类和性质，在两个主电极(该两个主电极上均设有紫铜条)之间充填高效、无毒而廉价的活性炭填料，催化剂及一些辅助剂，组成去除某种或某一类污染物最佳复合填充材料作为粒子电极。
当需要处理的废水流经电解槽时，在一定的操作条件下，装置内首先生成大量的H2O2，然后分解为具有强氧化作用的羟基自由基(·OH)，这样废水中的污染物便会发生诸如催化氧化分解、混凝、吸附等作用，使废水中的有机污染物迅速被去除。
本发明创造具有的优点和积极效果是：
结构设计合理，是对电化学法和微生物法处理污水完美的结合，其中，曝气单元中设置有中空曝气膜，该曝气膜会随水流浮动，有利于微生物的聚集与繁殖；滤水箱的设置主要为避免催化填料的曝出；另外，滤水箱内设有若干并行设置的过滤网，该多个过滤网主要是对待流出的处理后的污水进行多级过滤，进一步避免了填料的损耗；本设备中还设有2层尼龙网，有效防止了催化填料由设置于电解槽底部的排水口排除，节约催化填料成本。
附图说明
图1、图2是本发明创造的不同方位的外部结构示意图；
图3是本发明创造的电解槽内铺设了布水管后的内部结构示意图；
图4是本发明创造的电解槽内部结构示意图；
图5是本发明创造的电解槽内局部透视结构示意图；
图6是是图5的局部放大结构示意图；
图7是图5的另一局部放大结构示意图。
图中：1、电解槽，2、曝气法兰，3、接线箱，4、出水法兰，5、进水法兰，6、排水法兰，7、布水管，8、曝气单元，81、连通管部，82、曝气部，821、中心柱，822、中空曝气膜，9、格栅板，10、尼龙网，11、滤水箱，12、凸台，13、石墨电极，14、不锈钢电极，15、紫铜条，16、检查法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
如图1～图7所示，一种新型生化电解池，包括电解槽1，所述电解槽1外围设有曝气法兰2、接线箱3、出水法兰4、进水法兰5以及排水法兰6，所述电解槽1内设有石墨电极13、不锈钢电极14、布水管7、曝气单元8、格栅板9、尼龙网10和滤水箱11；
所述石墨电极13和不锈钢电极14分别固设于所述电解槽1的两侧壁上；
所述布水管7与所述进水法兰5连接，所述进水法兰5与进水装置连接，所述布水管7上设有出水孔，所述曝气单元8与所述曝气法兰2连接，所述曝气法兰2与曝气装置连接，所述滤水箱11与所述出水法兰4通过管路连接，所述出水法兰4与出水装置连接，所述滤水箱11上表面较所述电解槽1上表面低；所述排水法兰6位于所述电解槽1的底部，该排水法兰设置，目的是为了从设备底端排出因废水反应产生的污泥，同时也为了方便设备的清洗。
所述电解槽1内设有向内突出的凸台12，所述格栅板9位于所述凸台12上，所述尼龙网10位于所述格栅板9上，所述布水管7位于所述格栅板9的下方；
所述曝气单元8包括连通管部81及与所述连通管部81连通设置的曝气部82，所述曝气部82包括若干中空的中心柱821以及在所述中心柱821外围花瓣式设置的中空曝气膜822，所述中空曝气膜822与所述中心柱821连通，所述中空曝气膜822的自由端为密封结构。曝气装置中的气体通过曝气法兰进入连通管部，并继而进入中空的中心柱内，最后由中空曝气膜散出。好氧微生物会聚集在中空曝气膜的周围，边降解污水中的有机物边繁殖。
其中，所述滤水箱11上表面为锯齿状。
其中，所述尼龙网10为两层设置，如图7所示。
其中，所述电解槽1外围还设有检查法兰16。
其中，所述电解槽1内还设有用于支撑及固定滤水箱11的撑杆(图中未示出)。
其中，所述电解槽1内还设有用于支撑及固定曝气单元8的撑杆(图中未示出)。
其中，所述出水孔为开口向下设置。
其中，所述曝气孔为开口向下设置。
其中，所述石墨电极13和不锈钢电极14上分别固设有紫铜条15，不锈钢电极14上的所述紫铜条15表面设有防腐树脂层。
其中，所述电解槽1下部还设有电解槽支架。
该设备中装有石墨电极板和不锈钢板，石墨电极板和不锈钢板上分别固设有紫铜条(紫铜条和不锈钢板装配后表面需要涂树脂防腐)，石墨电极板接电源正极，不锈钢板接电源负极，从紫铜条引出的导线直接接入接线箱。其中石墨电极板连接电源正极的原因是，正极吸引负电荷，吸引带负电的离子，如Cl-，SO4 2-，等等，这些离子不会腐蚀石墨电极板，如果不锈钢板作正极，就会很快被腐蚀，不仅会影响实验效果，还会增加成本。本设备中的石墨电极板大小为20*250*1000mm，每3块一组，一共两组，石墨电极板做成小块在不影响实验效果的情况下可以节约成本。
该装置的污水处理过程如下：
(1)在该设备中加入活性炭催化剂，待处理污水通过进水口进入装置内部，在进入污水的同时，在设备中加入好氧微生物、絮凝剂、脱色药剂等，曝气单元开始曝气；
(2)接通石墨电极板和不锈钢板所代表的正负极，其中电源通直流电，输出电压为48V，利用空气中的氧气，通过一系列的化学反应机制形成初生态的H2O2，随之进一步分解产生具有极强氧化性的羟基自由基(·OH)。羟基自由基能够迅速氧化多环或杂环芳烃类，使之被降解为易被微生物进一步分解的小分子有机物，与此同时，好氧微生物会聚集在中空曝气膜的周围，边降解污水中的上述小分子有机物中边繁殖。
(3)经过处理后的污水进入到滤水箱，并经由过滤水箱从出水法兰排出。
本发明创造设备的优点是占地面积小，使用时设备电压比较低，额定输出电压是48V，耗电量小，运行成本低。同时本设备对环境要求也比较低，常温常压下就可以使用，处理效果稳定，污泥量极少，无二次污染。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的发明创造涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种新型生化电解池，其特征在于，包括电解槽，所述电解槽外围设有曝气法兰、接线箱、出水法兰、进水法兰以及排水法兰，所述电解槽内设有石墨电极、不锈钢电极、布水管、曝气单元、格栅板、尼龙网和滤水箱；
所述石墨电极和不锈钢电极分别固设于所述电解槽的两侧壁上；
所述布水管与所述进水法兰连接，所述布水管上设有出水孔，所述曝气单元与所述曝气法兰连接，所述滤水箱与所述出水法兰通过管路连接，所述滤水箱的表面为网状结构；
所述电解槽内设有向内突出的凸台，所述格栅板位于所述凸台上，所述尼龙网位于所述格栅板上，所述布水管位于所述格栅板的下方；
所述曝气单元包括连通管部及与所述连通管部连通设置的曝气部，所述曝气部包括若干中空的中心柱以及在所述中心柱外围花瓣式设置的中空曝气膜，所述中空曝气膜与所述中心柱连通，所述中空曝气膜的自由端为密封结构。
2.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述滤水箱内设有若干并行设置的过滤网，所述过滤网与所述滤水箱为可拆卸连接。
3.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述尼龙网为两层设置。
4.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述电解槽外围还设有检查法兰。
5.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述电解槽内还设有用于支撑及固定滤水箱的撑杆。
6.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述电解槽内还设有用于支撑及固定曝气单元的撑杆。
7.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述出水孔为开口向下设置。
8.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述曝气孔为开口向下设置。
9.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述石墨电极和不锈钢电极分别固设有紫铜条，不锈钢电极上的所述紫铜条表面设有防腐树脂层。
10.如权利要求1所述的一种新型生化电解池，其特征在于，所述电解槽下部还设有电解槽支架。
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