CN109153546A - 水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水处理系统，包括电化学水处理单元(1)，电化学水处理单元包括限定了第一内部空间(3)的第一自支撑框架(2)；电化学反应器(4)在第一内部空间(3)中布置在电化学水处理单元(1)顶侧(6)中第一开口(10)的竖直下方；该系统还包括维护单元(11)，其包括限定了第二内部空间的第二自支撑框架(12)；维护单元(11)包括位于底侧(7)中的第二开口(13)；维护单元(11)布置在电化学水处理单元(1)上方，使得第一开口(10)和第二开口(13)对准；升降机(16)沿维护单元(11)顶侧(6)处的轨道结构(17)可移动地布置。
Description
技术领域
本发明涉及如独立权利要求1前序部分限定的水处理系统。
背景技术
WO 2014/096549提出了用于处理工业用水的方法和设备。该设备包括电凝单元，该电凝单元具有多个自耗电极。
发明目的
本发明的目的是提供一种水处理系统，该水处理系统具有改进的用于更换自耗电极的装置。
发明内容
本发明的水处理系统的特征在于独立权利要求1的限定。
在从属权利要求中限定了该系统的优选实施例。
该水处理系统包括至少一个电化学水处理单元和维护单元。所述至少一个电化学水处理单元和维护单元都可以具有标准化货运集装箱的形状和外部尺寸。
在电化学水处理过程中，电极模块可包括钢、铝或其他金属板形式的电极，可用作电化学反应器中铁和/或铝和/或其他金属(例如铜)的来源，以结合电力从处理的水流中沉淀杂质。电极模块的重量可以介于100﹣3000kg之间，这是直接人力维护不可行且不安全的原因，因此需要升降机来更换电化学反应器中的电极模块。由于电极模块的电极是可消耗的，因此估计电极模块可以持续2周至6个月，这取决于出水水质并因此取决于所需的操作参数。
在该系统中，升降机安装在维护单元内部，该维护单元布置在电化学水处理单元的上方。升降机可以安装在维护单元内部顶壁上的U形轨道结构上，使得升降机可以将电极模块从地面提升到维护单元内部并将电极模块输送到板组更换位置。电化学水处理单元的顶侧和维护单元的底部结构配备有开口，消耗了的电极模块可以通过该开口从电化学水处理单元第一内部空间中的电化学反应器提升到维护单元的第二内部空间并且新的电极模块可以通过该开口从维护单元的第二内部空间下降到电化学水处理单元第一内部空间中的电化学反应器中。
所提出的系统的优点在于，因为升降机设置在维护单元的第二内部空间中并且因为所述至少一个电化学反应器布置在至少一个电化学水处理单元的第一内部空间中，所以可以安全地更换电极模块。
在维护单元的帮助下，不需要重型升降设备/机器，因此水处理系统可以安装到由于道路条件等导致重型设备/机器使用受限的远程位置。因此，该系统扩展了水处理系统的可用性并且提高了操作的安全性。
附图说明
在下文中，将参考附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了水处理系统的第一实施例；
图2以部分剖视状态示出了图1所示系统的第一实施例；
图3以部分剖视状态示出了图1所示系统的第一实施例；
图4示出了水处理系统的第二实施例；
图5以部分剖视状态示出了图4中所示系统的第二实施例；
图6以部分剖视状态示出了图4中所示系统的第二实施例；
图7示出了水处理系统的第三实施例；
图8以部分剖视状态示出了图7中所示系统的第三实施例；
图9以部分剖视状态示出了图7中所示系统的第三实施例；
图10示出了水处理系统的第四实施例；
图11示出了沿图10中的线A﹣A剖视的水处理系统的第四实施例；
图12示出了根据一实施例的电极模块；
图13示出了根据一实施例的电化学反应器；和
图14以剖视状态示出了图13中所示的电化学反应器。
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述水处理系统以及该系统的一些实施例和变例。
该系统包括至少一个电化学水处理单元1，电化学水处理单元1包括第一自支撑框架2，第一自支撑框架2具有立方体外形并限定了第一内部空间3。第一自支撑框架2优选但不是必须包括细长梁(未标记附图标记)，细长梁在第一自支撑框架2的拐角之间在第一自支撑框架2的边缘处延伸。
所述至少一个电化学水处理单元可以具有标准化运输集装箱的形状和外部尺寸，例如20、30或40英尺运输集装箱的形状和外部尺寸，或者例如20、30或40英尺高立方体运输集装箱的形状和外部尺寸。
至少一个电化学反应器4布置在第一内部空间3中。
所述至少一个电化学反应器4包括可释放地布置在所述至少一个电化学反应器4中的至少一个电极模块5。
所述至少一个电化学水处理单元1包括顶侧6、底侧7、一对端侧8和一对侧部9。
所述至少一个电化学水处理单元1包括顶侧6中的第一开口10。
所述至少一个电化学反应器4在所述至少一个电化学水处理单元1的第一内部空间3中布置在顶侧6中第一开口10的竖直下方。
该系统包括维护单元11，维护单元11包括第二自支撑框架12，第二自支撑框架12具有立方体外形并限定了第二内部空间。第二自支撑框架12优选但不是必须包括在第二自支撑框架12的拐角之间在第二自支撑框架12的边缘处延伸的细长梁(未标记附图标记)。
维护单元11可以具有标准化运输集装箱的形状和外部尺寸，例如20、30或40英尺运输集装箱的形状和外部尺寸，或者例如20、30或40英尺高立方体运输集装箱的形状和外部尺寸。
维护单元11包括顶侧6、底侧7、一对端侧8和一对侧部9。
维护单元11包括底侧7中的第二开口13。
维护单元11配置成布置在所述至少一个电化学水处理单元1上方，使得所述至少一个电化学水处理单元1的顶侧6中的第一开口10和维护单元11的底侧7中的第二开口13对准并且维护单元11的一部分14不被所述至少一个电化学水处理单元1支撑。
该系统包括在维护单元11的所述一部分14中位于底侧7中的第三开口15。
升降机16可在维护单元11的第二内部空间中沿维护单元11的顶侧6处的轨道结构17移动，使得升降机16可移动到维护单元11的底侧7中的第二开口13上方的位置和维护单元11的底侧7中的第三开口15上方的位置。
轨道结构17可以固定在维护单元11的顶侧6上。
轨道结构17可以固定在维护单元11的第二自支撑框架12上。
轨道结构17可以配置成使升降机16沿U形路径移动。轨道结构17也可以配置成使升降机16沿直线路径移动，或者沿包括各种形状部分(例如弯曲部和直线部)的路径移动。
轨道结构17可以配置成在位于维护单元11底侧7中第三开口15上方的轨道结构17第一端18和位于维护单元11底侧7中第三开口15上方的轨道结构17第二端19之间引导升降机16，使得升降机16被引导经过维护单元11底侧7中第二开口13上方的位置。
所述至少一个电化学反应器4优选地但不是必须地包括限定了内部空间(未标记附图标记)的壳体结构20。壳体结构20优选地但不是必须地包括用于引导水流进入壳体结构20内部空间的入口21，并且优选地但不是必须地包括用于引导水流流出壳体结构20内部空间的出口22。壳体结构20的内部空间优选地但不是必须地包括在入口21和出口22之间的反应室23，并且电极模块5优选地但不是必须地布置在反应室23中。
所述至少一个电化学反应器4优选但不是必须包括可拆卸顶盖。可拆卸顶盖优选地但不是必须地包括配置成与升降机16配合作用的提升部(图中未示出)。
电极模块5优选地但不是必须地包括多个电极板24，这些电极板24平行地布置并通过间隔装置25彼此间隔开，而且交替地形成阳极和阴极。电极模块5优选地但不是必须地包括多个支撑构件26，每个支撑构件26延伸穿过每个电极板24及在两个相邻电极板24之间的至少一个间隔装置25，以用于将所述多个电极板24可释放地固定在一起。每个电极板24优选但不是必须包括板部27。每个电极板24优选地但不是必须地包括支撑和连接用凸耳部28，该支撑和连接用凸耳部28配置成把电极模块5的每个电极板24支撑在所述至少一个电化学反应器4中的第一汇流条30和第二汇流条31之一处，用于使得电极模块5的每个电极板24与第一汇流条30和第二汇流条31之一电连接，以在第一汇流条30和第二汇流条31之一和电极模块5的每个电极板24之间供应电流。间隔装置25优选地但不是必须地由电绝缘材料制成。每个电极板24优选地但不是必须地还包括支撑用凸耳部29，该支撑用凸耳部29配置成把电极模块5的每个电极板24支撑在电化学反应器4中，但支撑用凸耳部29不电连接到电化学反应器4中的第一汇流条30和第二汇流条31之一。
电极模块5优选地但不是必须地包括提升部32，例如钩部，其配置成与升降机16配合。
升降机16优选地但不是必须地包括：吊运车33，优选地是电机驱动的吊运车，配置成沿着轨道结构17移动；以及钩装置34，钩装置34由链条、线缆等从吊运车33上悬挂下来并且配置成与所述至少一个电化学反应器4的电极模块5配合。
所述至少一个电化学水处理单元1优选地但不是必须地包括用于向所述至少一个电化学反应器4的电极模块5供应电流的电力装置(图中未示出)。
维护单元11可以配置成不动地布置在所述至少一个电化学水处理单元1上方。替代地，维护单元11可以配置成可移动地布置在所述至少一个电化学水处理单元1上方。
维护单元11优选地但不是必须地配置成布置在所述至少一个电化学水处理单元1上方，使得维护单元11支撑在所述至少一个电化学水处理单元1的顶部上。替代地或附加地，维护单元11可以配置成布置在所述至少一个电化学水处理单元1上方，使得维护单元11支撑在地面上。
维护单元11可以配置成可释放地布置在所述至少一个电化学水处理单元1上方。
所述至少一个电化学水处理单元1和所述维护单元11中的至少一个可以在顶侧6处具有顶壁结构，在底侧7处具有底壁结构，在至少一个端侧8处具有端壁结构，和/或在至少一个侧部9处具有侧壁结构。
对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本构思可以用各种方式实施。因此，本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
Claims (20)
1.一种水处理系统，其特征在于：
至少一个电化学水处理单元(1)，其包括第一自支撑框架(2)，第一自支撑框架具有立方体外形并限定了第一内部空间(3)，其中，至少一个电化学反应器(4)布置在第一内部空间(3)中，其中，所述至少一个电化学反应器(4)包括可释放地布置在所述至少一个电化学反应器(4)中的至少一个电极模块(5)，其中，所述至少一个电化学水处理单元(1)包括顶侧(6)、底侧(7)、一对端侧(8)和一对侧部(9)，其中，所述至少一个电化学水处理单元(1)在顶侧(6)中包括第一开口(10)，并且其中，所述至少一个电化学反应器(4)在所述至少一个电化学水处理单元(1)的第一内部空间(3)中布置在顶侧(6)中第一开口(10)的竖直下方；
维护单元(11)，其包括第二自支撑框架(12)，第二自支撑框架具有立方体外形并限定了第二内部空间，其中，维护单元(11)包括顶侧(6)、底侧(7)、一对端侧(8)和一对侧部(9)，并且其中，维护单元(11)包括位于底侧(7)中的第二开口(13)；
维护单元(11)配置成布置在所述至少一个电化学水处理单元(1)上方，使得所述至少一个电化学水处理单元(1)的顶侧(6)中的第一开口(10)和维护单元(11)的底侧(7)中的第二开口(13)对准并且维护单元(11)的一部分(14)不被所述至少一个电化学水处理单元(1)支撑；和
第三开口(15)，在所述一部分(14)中位于维护单元(11)的底侧(7)中；和
升降机(16)，在维护单元(11)的第二内部空间中沿着维护单元(11)顶侧(6)处的轨道结构(17)可移动地布置，使得升降机(16)可移动到维护单元(11)底侧(7)第二开口(13)上方的位置和维护单元(11)底侧(7)第三开口(15)上方的位置。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：
轨道结构(17)紧固到顶侧(6)。
3.根据权利要求1或2所述的水处理系统，其特征在于：
轨道结构(17)紧固到第二自支撑框架(12)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
轨道结构(17)配置成使升降机(16)沿U形路径移动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
轨道结构(17)配置成在位于维护单元(11)底侧(7)第三开口(15)上方的轨道结构(17)第一端(18)和位于维护单元(11)底侧(7)第三开口(15)上方的轨道结构(17)第二端(19)之间引导升降机(16)，使得升降机(16)被引导通过维护单元(11)底侧(7)第二开口(13)上方的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
所述至少一个电化学反应器(4)包括限定了内部空间的壳体结构(20)，
壳体结构(20)包括入口(21)，用于引导水流进入壳体结构(20)的内部空间，
壳体结构(20)包括出口(22)，用于引导水流流出壳体结构(20)的内部空间，
壳体结构(20)的内部空间包括位于入口(21)和出口(22)之间的反应室(23)；和
电极模块(5)布置在反应室(23)中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水处理系统，其特征在于
所述至少一个电化学反应器(4)包括可拆卸顶盖。
8.根据权利要求7所述的水处理系统，其特征在于：
可拆卸顶盖包括配置成与升降机(16)配合作用的提升部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
升降机(16)包括钩装置(34)，钩装置配置成与所述至少一个电化学反应器(4)的电极模块(5)配合。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
电极模块(5)包括多个电极板(24)，电极板(24)平行设置并通过间隔装置(25)彼此间隔开且交替地形成阳极和阴极，
电极模块(5)包括多个支撑构件(26)，每个支撑构件延伸穿过每个电极板(24)和位于两个相邻电极板(24)之间的至少一个间隔装置(25)，用于将所述多个电极板(24)可释放地固定在一起，
每个电极板(24)包括板部(27)，并且
每个电极板(24)包括支撑和连接用凸耳部(28)，支撑和连接用凸耳部配置成把电极模块(5)的每个电极板(24)支撑在所述至少一个电化学反应器(4)中的第一汇流条(30)和第二汇流条(31)之一处，用于将电极模块(5)的每个电极板(24)与第一汇流条(30)和第二汇流条(31)之一电连接，以在第一汇流条(30)和第二汇流条(31)之一与电极模块(5)的每个电极板(24)之间供应电流。
11.根据权利要求10所述的水处理系统，其特征在于：
间隔装置(25)由电绝缘材料制成。
12.根据权利要求10或11所述的水处理系统，其特征在于：
每个电极板(24)还包括支撑用凸耳部(29)，该支撑用凸耳部(29)配置成把电极模块(5)的每个电极板(24)支撑在电化学反应器(4)中，但支撑用凸耳部(29)不电连接到电化学反应器(4)中的第一汇流条(30)和第二汇流条(31)之一。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
电极模块(5)包括提升部(32)，例如钩部，配置成与升降机(16)配合。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
升降机(16)包括：吊运车(33)，优选地是电机驱动的吊运车，可移动地布置在轨道结构(17)处；悬挂在吊运车(33)上的钩装置(34)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
所述至少一个电化学水处理单元(1)包括电力装置，用于向所述至少一个电化学反应器(4)的电极模块(5)供应电流。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
维护单元(11)配置成不动地布置在所述至少一个电化学水处理单元(1)上方。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
维护单元(11)配置成可移动地布置在所述至少一个电化学水处理单元(1)上方。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
维护单元(11)配置成布置在所述至少一个电化学水处理单元(1)上方，使得维护单元(11)支撑在所述至少一个电化学水处理单元(1)的顶部上。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
维护单元(11)配置成可释放地布置在所述至少一个电化学水处理单元(1)上方。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的水处理系统，其特征在于：
所述至少一个电化学水处理单元(1)和所述维护单元(11)二者的至少一个在顶侧(6)处具有顶壁结构、在底侧(7)处具有底壁结构、在至少一个端侧(8)处具有端壁结构、和/或在至少一个侧部(9)处具有侧壁结构。
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