CN1055527A - 水处理的电解装置 - Google Patents

Abstract

本发明系提供一种水处理的电解装置，主要是在 工业废水流经的多片互相间隔平行排列的极板的每 二相邻极板之间，设置了刮除元件，该刮除元件两侧 分别与其所在两侧的极板板面接触，而各刮除元件可 受一重复驱动机构驱动而在各极板板面上重复移动， 为此，废水流经通电的极板间进行电解处理的同时， 刮除元件即进行重复刮除，以保持极板表面无附着 物。如此在电解处理废水的过程中可不中断而可连 续操作以持续电解作用从而能提高电解效率。

Description

本发明系有关于一种水处理的电解装置，特别系指一种可连续操作以持续电解作用，而能提高电解效率。

按，为防止一般工业废水排放后对环境所造成之污染，必需对工业废水于排放前加以处理以达排放之标准。而以电化学技术之电解方式将一般工业废水中许多极性有机化学分子及离子型态的水溶性化合物予以有效且经济地去除，则为已知之技术。在美国专利第3926754号、第4036726号、第4123339号，以及欧洲专利公开公报第0295696号的各专利文献中，已揭露有以电解法处理工业废水之原理、方法、各种装置及功效，大致系令工业废水流经多片互相间隔平行排列之极板，并在该等阴阳参差排列的极板之间通以电流，当阳极板之表面全部或部分含有铁、铁合金或不溶性铁化合物，其阳极产物为铁化合物例如氢氧化铁，而不溶性之三价铬化合物（一般为氢氧化物）随之产生，所产生之产物以物理或化学的结合方式与不溶性之铁化合物发生错合而被除去，且发现当铁化合物或错离子形成，其可将六价铬还原并立刻与其形成共沉淀。其中，该美国专利第3926754号揭露有垂直向间隔平行排列之极板排列方式;而该第4123339号则叙述有：在商业化规格系统中，若以冷和热轧钢为阳极，则有水合之氧化物附着于极板，而使电解槽内之通道有结块的情形，尤其于极板间通路有堆积之情形，另一问题为铁氧化物层之生成并附着于极板上，此情形导致电压之升高及阳极有氧气之生成，在该第4123339号中，此等问题可在藉以稀释之无机酸用周期性的冲洗方式而获得解决，亦即令该无机酸流经电解槽中，以冲洗其内部极板上之附着物。但是，此周期性酸洗极板的工作，欲使废水的电解处理必须中断，无法连续;且为使酸洗及电解的作业连贯，尚必须设置如第4123339号之管路配置，及额外的操作作业，依a.废水电解处理b.电解槽内液体之放流c.酸洗处理d.酸洗液之回抽等作业流程循环进行，徒增作业之不便。

即，本发明之主要目的，在于提供一种处理工业废水的电解装置，其系可连续操作而不必中断处理。

本发明之次一目的，在于提供一种处理工业废水的电解装置，其系可使废水更加均匀而充分地流经电极板，以增加电解的效率。

本发明之再一目的，在于提供一种处理工业废水的电解装置，其系可弹性变换电解槽之处理容量。

为达上述目的，本发明主要系于该等间隔平行排列之极板的每二相邻极板之间，设置有刮除元件，该等刮除元件两侧分别与其所在两侧之极板板面接触，而各刮除元件可受一重复驱动机构之驱动而在各极板板面上重复移动，因此，藉废水流经通以电流之极板间进行电解处理的同时，该等刮除元件即进行重复之刮除，以保持极板表面之无附着物。

又，该刮除元件系包括一两侧具弹性刀刃部之刮刀，该刮刀主要系可由特氟隆（聚四氟乙烯）材质所制成，以同时具备耐蚀性及弹性，以便该刀刃部可弹性地抵触于极板表面;而，因特氟隆本身较光滑，故在特氟隆内则加有适量的玻璃珠，以使刮刀刀刃部与极板接触时，表面具适度的粗糙性，以便于刮除极板上之附着物;另加入有架桥剂，用以结合特氟隆及玻璃珠。

再者，该重复驱动机构系包括一贯穿各极板中央及各刮刀之转轴，由一马达所带动，以带动各极板间之刮刀行圆周式循环扫移，此为适用于本发明之较简单的重复驱动机构。

而，该等极板以圆形为较佳，以配合该中央转轴式的驱动机构所带动之刮刀的刮扫范围。

较好的是，该等间隔平行排列之极板，其设置于电解槽之方式，系使各极板周缘与电解槽内壁呈封密之状态，且各极板上适当位置则形成有适当大小之通孔，以便所欲处理之废水可经由该等通孔流经该等极板之间。

更佳者，每一极板上仅形成一大致上为切线向延伸之通孔，而每一极板与其相邻极板的相对位置，系使其上之通孔位置互成180度，亦即相邻二通孔系位于中央轴之正两侧;由此，再使各极板以水平横置式由下而上排列，即可令废水由底往上以之字形横向层流式在极板间流动，以均匀而充分地接触极板表面。

此时以刮刀在极板间扫移，对流经该处之废水而言，更具有搅拌而使电解效果更均匀之功效。

更好的是，本装置所使用之电解槽，系由多数个外壳环体所搭叠而成，每一环体内缘内径较极板直径小，用以承放极板之周缘，每二相邻环体间夹置一极板并设有密封元件，以一般结合元件夹合二相邻环体，此装置的顶底并封以密封盖，藉此使本装置可弹性变换电解槽之处理容量。

有关本发明为达上述之目的、特征，所采用之技术内容及其功效，兹举一较佳可行实施例并配合图式说明如下，以使贵审查员先生得以清楚了解本发明：

图1系本发明实施例之部分体分解图;

图2A系本发明实施例之部分剖面正视图;

图2B系本发明实施例极板与环体之局部剖视图;

图2C系本发明实施例极板与环体之另一局部剖视图;

图3C系本发明实施例之刮除元件剖视图;

图4系本发明实施例之刮除元件动作示意图;

图5系本发明实施例之废水在槽内流向示意图。

首先，请参阅图1和图2，系本发明电解装置之部分立体分解图及部分组合剖视图，主要系包括有若干个外壳环体1，每一环体1由内缘至外缘依序形成有低阶11、中阶12及顶阶13，该低阶11的上表面及下表面分别形成一凹环槽111、112，以便容置密封O形环14，而该中阶12及顶阶13在一预定处形成为一颈口15，环体外周缘等间隔形成八个穿孔16，该环体可由ABS材质制成;若干个极板2，可由适当金属材质制成，当然以铁为主为佳（如前揭之各专利案所述），每一极板2的直径为略小于环体中阶12内径，其环侧预定处凸延有一接柄21，接柄上有一结合孔211，板中央有一轴孔22，近外缘的板体上形成一大致上以切线方向延伸之通孔23，轴孔22内可置放一衬环24，衬环24内再放一中孔为形之轴套25;若干刀架3，一端形成一方孔31，架体向另一端延伸成架杆段32，架杆段中间纵向形成一夹隙33，若干刮刀4，每一刮刀4，参阅图3所示，包括刀脊41、由刀脊两侧以V形向倾斜延伸而形成之二刀翼42，及由二刀翼外侧向外突出之刃缘43;一顶盖5，中央有一轴孔51，旁边有一出水口52，盖体周缘有八个穿孔53;一底盖6，中央有一轴承61，旁边有一进水口62，盖体周缘有八个穿孔63。

依上揭示之构造所示，本发明组合时，请参阅图2，每一极板2置于其对应之环体1内低阶11上，板体周缘压住密封环14，接柄21置于环体颈口15，如此而组成一单元层，每二相邻之单元层的位置以互成180度的相对位置搭叠而成，使上一接柄21′与下一接柄21以轴孔为准相隔180度，上一通孔23′与下一通孔23亦相隔180度，每一极板2周缘上下分别压迫一密封环14。每一刮刀4以其刀脊41插固于刀架3之夹隙33中，刀架3之一端方孔31置于每一极板2中央轴孔的轴套25上，而以一方杆转轴7依序贯穿各极板2之轴套25及各刀架3之方孔31。此时刮刀4即夹置于上下二极板之间，因诸刀翼42的弹性使刀刃缘43抵于极板面上，由适当而足够之极板2、环套1、刮刀4……等搭叠而成，上下再封盖以顶盖5及底盖6，并以螺杆（未示于图中）穿设于各对应之穿孔53、16、63加以螺紧固结，各突出之接柄21则分别由二直流电源供应板（一正极一负接）衔接，使极板2系以一正一负依序排列。底盖6以一进水管64接至进水口62，其下方可设一轮架65以支撑整体装置。顶盖5以一出水管54接至出水口52，其上方架设一马达装置9，马达传动轴以一联轴器91与方杆转轴7联结传动。（方杆转轴之轴端可为圆柱形以与马达传动轴联结，此为一般之手段，兹不赘述）。

依上揭示之组合方式，本发明使用时，请参阅图2、4和5，令废水由进水管64流入本电解装置，同时通以电流并令马达驱动刮刀4扫刮极板2，如图4所示，且废水以之字形如图5虚线所示的方式流动，层流式充分而均匀地流经极板表面，最后经出水管54流出，完成废水电解之处理。

本装置所使用之刮刀主要系可由特氟隆材质所制成，以同时具备耐蚀性及弹性，以便该刀刃部可弹性地抵触于极板表面;而，在特氟隆内则加在适量的玻璃珠，以适度增加刮刀之粗糙度，便于刮除极板上之附着物;另加入有架桥剂，用以结合特氟隆及玻璃珠。刮刀所刮离极板之生成物则随废水液流走。处理完之水在集中槽中呈现沉淀或浮悬之污泥层，及澄清液，污泥层经过滤设备使固液分离予以去除，澄清液经砂滤器过滤后即可放行，此部分设备可采用习知的亦可自行开发设计，因不在本发明之范畴，兹不详述。

本装置一开始使用即不必中断，一直到阳极板即将耗尽再停止即可。

请参阅附表1、2、3所示，是本装置分别以六组不同废水，逐一将同组废水以不同电压或不同极板材料所作之实验数据，谨提供参考。其中，表1为染整工业废水之电化学处理结果;表2是纸厂废水及纸浆厂废水电化学处理结果;表3是染料废水电化学处理结果。

为此，本发明之处理工业废水电解装置，其刮刀可于电解处理过程中同时刮除极板上的附着物，使极板表面保持无附着物之状态，因此可连续操作而不必为清洗极板而中断处理。且其极板及极板通孔相对位置之配置方式，系可使废水更加均匀而充分地流经电极板，以增加电解的效率。此时以刮刀在极板间扫移，对流经该处之废水而言，更具有搅拌而使电解效果更均匀之功效。而，以多数个环体承置对应之极板一一搭叠成一电解装置，使本装置可弹性变换电解槽之处理容量。

有关本发明所使用之各元件材质，在电极板方面，其形状可为圆形、椭圆、正方形……等，但在本发明中以圆形为佳;极板材质视废水特性及化学成分可采用铁、铝、铁合金、铝合金、铁铝合金及碳钢、不锈钢为材质;刮刀材质需具备绝缘性（极板与极板之间需绝缘）、耐腐蚀、高温、强酸、强碱、不变形及不折损等特性，可采用高性能塑胶材质如：聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈丁二烯一苯乙烯、尼龙6及尼龙66;或复合材料如：（1）热固性塑钢、不饱和树脂、环氧树脂;（2）热塑性塑钢、聚四氟乙烯、聚二氟乙烯、聚丙烯氰丁二烯一苯乙烯、尼龙6、尼龙66、聚碳酸酯树脂、聚丙烯、聚乙烯等。本发明以聚四氟乙烯（特氟隆）为较佳;本发明之重复驱动机构及其所带动之刮除元件，可为能使刮除元件在极板上重复刮除之等效机构，但本发明以贯穿极板中心之转轴驱动刮刀行圆周式之刮扫为较佳;本发明之电解槽可为一般之密闭槽壳，但以上揭示之环体搭叠而成并与每一极板成密封状态为较佳。

又，本发明虽以工业废水为例说明，但是，同样的装置不只是可处理废水，亦可广泛进行其他的水处理如净水处理、海水淡化等。

综上所述，本发明不仅未见相同或近似之同类产品公知公用于前符合新颖性，且特别具有产业之利用价值，爰依法提出发明专利申请之。

附表一、二及三为六组废水之实验数据。

Claims (10)

1、一种水处理的电解装置，主要包括一电解槽，该电解槽内设置若干平行间隔排列正负极相间之电极板，电解槽两端各有一进水口及一出水口，可令液体自进水口进入电解槽流经各电极板而从出水口流出，其特征在于：该等间隔平行排列之极板的每二相邻极板之间，设置有刮除元件，该等刮除元件两侧分别与其所在两侧之极板板面接触，而各刮除元件可受一部分设于电解槽内之重复驱动机构之驱动而在各极板板面上重复移动以刮扫极板板面者。

2、依照权利要求1所述之水处理的电解装置，其特征在于该刮除元件系包括一两侧具弹性刀刃部之刮刀，以该二刃部与相邻二极板抵触。

3、依照权利要求2所述之水处理的电解装置，其特征在于该刮刀主要系可由特氟隆（聚四氯乙烯）材质所制成，以同时具备耐蚀性及弹性，以便该刀刃部可弹性地抵触于极板表面;而，在特氟隆内则加有适量的玻璃珠，以适度增加刮刀之粗糙度，便于刮除极板上之附着物;另加入有架桥剂，用以结合特氟隆及玻璃珠。

4、依照权利要求2所述之水处理的电解装置，其特征在于该重复驱动机构系包括一贯穿各极板中央及各刮刀之转轴，由一马达所带动，其与各刮刀在径向转动上卡结，以带动各极板间之刮刀行圆周式循环扫移。

5、依照权利要求4所述之水处理的电解装置，其特征在于该等极板以圆形为较佳，以配合该中央转轴式的驱动机构所带动之刮刀的刮扫范围。

6、依照权利要求4所述之水处理的电解装置，其特征在于该转轴伸入该电解槽内的部分为方形杆，其穿过极板处与极板间设有一圆形衬套，而所穿过之刮刀孔为与方形杆适配之方孔，以达径向转动之卡结。

7、依照权利要求1所述的之处理的电解装置，其特征在于，该等间隔平行排列之极板，其周缘与电解槽内壁呈封密之状态，且各极板上适当位置则形成有适当大小之通孔，以便所欲处理之废水可经由该等通孔流经该等极板之间。

8、依照权利要求7所述之水处理的电解装置，其特征在于，每一极板上仅形成一大致上为切线向延伸之通孔，而每一极板与其相邻极板的相对位置，系使其上之通孔位置互相180度，亦即相邻二通孔系位于中央轴之正两侧，且各极板以水平横置式由下而上排列。

9、依照权利要求1所述之水处理的电解装置，其特征在于该等极板以铁或铁合金为材料较佳。

10、依照权利要求7所述之水处理的电解装置，其特征在于，该电解槽系由多数个中空的外壳环体所搭叠而成，每一环体内缘内径较极板直径小，用以承放极板之周缘，每二相邻环体间夹置一极板并设有密封元件于环体与极板接触处，以一般结合元件夹合各相邻环体，此装置的顶底并封以密封盖而成一电解槽。

Images