CN110436578A - 水处理用电化学处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理用电化学处理装置，包括：槽体，所述槽体前端设有进水口，所述槽体的后端设有出水口；导电件组，所述导电件组设在所述槽体内，所述导电件组包括第一导电件和第二导电件，所述第一导电件和所述第二导电件沿所述槽体的长度方向间隔且交替布置，并且所述第一导电件和所述第二导电件上设有开孔；电源，所述电源的正极与所述第一导电件和第二导电件中的一个电连接，所述电源的负极的与所述第一导电件和第二导电件中的另一个电连接。采用该装置可以有效降低废水的COD或去除废水中重金属等杂质，并且反应产物可以及时排出，保持电解装置的电解活性，同时有效降低槽电压，装置占地面积小且造价成本低。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种水处理用电化学处理装置。
背景技术
目前有色行业废水末端通常采用电化学处理工艺，传统电化学处理一般采用开放式电解槽加铁板换向电解的方式，这种方式为常压式，设备简单，被广泛采用。但是，这种工艺设备占地面积大，电能效率较低，阳极利用率低，而且电解出的铁不易排出，附着在极板上被继续氧化，失去了效力。
因此，现有的适于有色行业废水的电化学处理技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种水处理用电化学处理装置，采用该装置可以有效降低废水的COD或去除废水中重金属等杂质，并且反应产物可以及时排出，保持电解装置的电解活性，同时有效降低槽电压，装置占地面积小且造价成本低。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种水处理用电化学处理装置。根据本发明的实施例，所述装置包括：
槽体，所述槽体前端设有进水口，所述槽体的后端设有出水口；
导电件组，所述导电件组设在所述槽体内，所述导电件组包括第一导电件和第二导电件，所述第一导电件和所述第二导电件沿所述槽体的长度方向间隔且交替布置，并且所述第一导电件和所述第二导电件上设有开孔；
电源，所述电源的正极周期性的与所述第一导电件和第二导电件中的一个电连接，所述电源的负极周期性的与所述第一导电件和第二导电件中的另一个电连接。
根据本发明实施例的水处理用电化学处理装置通过采用导电件组，该导电件组包括交替布置的第一导电件和第二导电件，并且第一导电件和第二导电件上均设有开孔，即废水穿流第一导电件和第二导电件，可以有效降低废水的COD或去除废水中重金属等杂质，并且反应产物可以及时排出，保持电解装置的电解活性，同时有效降低槽电压，装置占地面积小且造价成本低。
另外，根据本发明上述实施例的水处理用电化学处理装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述槽体为树脂槽体、PVC槽体或混凝土槽体。
在本发明的一些实施例中，所述第一导电件和第二导电件均为电极板。由此，可以显著降低废水中的COD。
在本发明的一些实施例中，所述第一导电件为电解篮筐，所述第二导电件为电极板。由此，可以有效去除降低废水中的重金属等杂质。
在本发明的一些实施例中，所述第一导电件和第二导电件均为电解篮筐。由此，可以有效去除降低废水中的重金属等杂质。
在本发明的一些实施例中，所述电极板为网状或多孔状。
在本发明的一些实施例中，所述电极板为不锈钢、钛、铜、石墨或钛镀贵金属的材质制成或表面涂覆催化剂。
在本发明的一些实施例中，所述电解篮筐内部中空且填充电解物料。由此，可以有效去除降低废水中的重金属等杂质。
在本发明的一些实施例中，所述电解篮筐为不锈钢、钛、钛合金、铜、石墨或钛镀贵金属材质制成。由此，可以有效去除降低废水中的重金属等杂质。
在本发明的一些实施例中，所述电解物料包括纯铝、纯铁、纯锌、碳钢和铁碳合金中的至少之一。由此，可以有效去除降低废水中的重金属等杂质。
在本发明的一些实施例中，在所述槽体的高度方向上，所述进水口设在所述出水口下方。
在本发明的一些实施例中，所述电源为换向电源，所述换向电源的正极周期性的与所述第一导电件和第二导电件中的一个电连接，所述换向电源的负极周期性的与所述第一导电件和第二导电件中的另一个电连接。由此，可以保持导电件电解活性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的水处理用电化学处理装置俯视结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的水处理用电化学处理装置俯视结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的水处理用电化学处理装置纵截面结构示意图；
图4是根据本发明又一个实施例的水处理用电化学处理装置俯视结构示意图；
图5是根据本发明又一个实施例的水处理用电化学处理装置纵截面结构示意图；
图6是根据本发明又一个实施例的水处理用电化学处理装置俯视结构示意图；
图7是根据本发明又一个实施例的水处理用电化学处理装置纵截面结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种水处理用电化学处理装置。根据本发明的实施例，参考图1，该装置包括：槽体100、导电件组200和电源300。
根据本发明的实施例，槽体100前端设有进水口101，槽体100的后端设有出水口102，优选的，在槽体100的高度方向上，进水口101设在出水口102下方，即废水在槽体100内下进上出，使得废水经设在槽体100前段底部的进水口101进入槽体100内且依次穿流导电件组200，然后经设在槽体100后端上端的出水口102排出槽体。根据本发明的一个具体实施例，槽体100的材质并没有特殊要求，只要能实现绝缘效果即可，例如为树脂槽体、PVC槽体或混凝土槽体。
根据本发明的实施例，导电件组200设在槽体100内，导电件组200包括第一导电件21和第二导电件22，第一导电件21和第二导电件22沿槽体的长度方向间隔且交替布置，并且第一导电件21和第二导电件22上设有开孔(未示出)，即经进水口101进入槽体100的废水穿流导电件组200，而废水在穿流第一导电件21和第二导电件22过程中发生反应，从而有效降低废水中的COD或去除废水中的重金属等杂质。根据本发明的一个具体实施例，导电件组200包括多个第一导电件21和多个第二导电件22，即多个第一导电件21和多个第二导电件22的开孔共同限定形成导电件组200内的穿流通道，并且第一导电件21和第二导电件22与槽体100的前端或后端均平行。
根据本发明的一个具体实施例，参考图2-3，第一导电件21和第二导电件22均为电极板23，即经进水口101进入槽体100的废水穿流导电件组200，而废水在穿流电极板23过程中发生电解催化氧化，COD在正极对应的电极板23被氧化，从而有效降低废水中的COD，并且穿流的废水可以及时带走反应产物，从而保持电极板活性。
根据本发明的再一个具体实施例，参考图4-5，第一导电件21为电解篮筐24，第二导电件22为电极板23，与电源300正极相连的电解篮筐24在电源正极的作用下，其中的电解物料不断溶出与作为阴极的电极板23产生的氢氧根结合生成吸附剂，该吸附剂可以有效吸附废水中的重金属等杂质，并且穿流的废水可以及时带走反应产物，从而保持导电件组活性。
根据本发明的再一个具体实施例，参考图6-7，第一导电件21和第二导电件22均为电解篮筐24，即废水穿流经过导电件组200，废水在穿流电解篮筐24过程，与电源300正极相连的电解篮筐在电源正极的作用下，其中的电解物料不断溶出与作为阴极的电解篮筐产生的氢氧根结合生成吸附剂，该吸附剂可以有效吸附废水中的重金属等杂质，并且穿流的废水可以及时带走反应产物，从而保持电解篮筐的活性。
进一步的，上述电极板23为网状或多孔状，即多个电极板23上的网格和/或孔共同构成穿流通道，电极板23为不锈钢、钛、铜、石墨或钛镀贵金属的材质制成或表面涂覆催化剂。其中，催化剂可以为不参与反应的任何物质，例如为二氧化铅、氧化镍或氧化钛等。发明人发现，该类材质的电极板其本身并不发生化学反应，并且对废水有很好的适应性。
进一步的，上述电解篮筐24为内部中空的方形结构，电解物料填充在其中空结构内，并且，电解篮筐24为不锈钢、钛、钛合金、铜、石墨或钛镀贵金属材质制成。发明人发现，该类材质的电解篮筐其本身并不发生化学反应，并且对废水有很好的适应性另外，电解篮筐24中的电解物料包括纯铝、纯铁、纯锌、碳钢和铁碳合金中的至少之一。由此，该类物质在电源正极的作用下，其中的电解物料不断溶出与阴极反应生成吸附剂，该吸附剂可以有效吸附废水中的重金属等杂质。
根据本发明的实施例，电源300的正极31与第一导电件21和第二导电件22中的一个电连接，电源300的负极32的与第一导电件21和第二导电件22中的另一个电连接。根据本发明的一个具体实施例，为了保持导电件组的电解活性，可以根据需要采用换向电源，优选的，第一导电件21和第二导电件22均为电极板23或电解篮筐24时，采用换向电源。
具体的，以第一导电件21和第二导电件22均为电极板23为例，电源300为正负极换向的直流电源，电源300的正极31与作为第一导电件21的电极板23电连接，电源300的负极32与作为第二导电件22的电极板23电连接，电解过程中，与电源正极相连的第一导电件产生的氧气可对废水中的有机物进行氧化作用，生成水和二氧化碳，而与负极相连的第二导电件产生氢气，待需要换向时(具体可以根据废水水质不同调整，例如5～30min)，切换电源300的正极31和负极32，使得电源300的正极31与作为第二导电件22的电极板23电连接，电源300的负极32与作为第一导电件21的电极板23电连接，与电源负极相连的第一导电件产生氢气，这些气泡可以对粘附在第一导电件上的有机物和其他杂质进行清理，而与电源正极相连的第二导电件产生氧气对废水中的有机物进行氧化作用，如此反复交替进行。
具体的，以第一导电件21和第二导电件22均为电解篮筐24为例，该电源300为正负极换向的直流电源，电源300的正极31与作为第一导电件21的电解篮筐24电连接，电源300的负极32与作为第二导电件22的电解篮筐24电连接，作为第一导电件21的电解篮筐24内的电解物料溶解与作为第二导电件22的电解篮筐24产生的氢氧根离子结合形成絮凝剂，该絮凝剂吸附废水中的重金属等杂质，待需要换向时(具体可以根据废水水质不同调整，例如5～30min)，切换电源300的正极31和负极32，使得电源300的正极31与作为第二导电件22的电解篮筐24电连接，电源300的负极32与作为第一导电件21的电解篮筐24电连接，作为第二导电件22的电解篮筐24内的电解物料溶解与作为第一导电件21的电解篮筐24产生的氢氧根离子结合形成絮凝剂，继续吸附废水中的重金属等杂质。
又例如，而当第一导电件21为电解篮筐24，第二导电件22为电极板23时，电源300的正极31始终与电解篮筐24电连接，电源300的负极32始终与电极板23电连接，作为第一导电件21的电解篮筐24内的电解物料溶解与作为第二导电件22的电极板23产生的氢氧根离子结合形成絮凝剂，该絮凝剂吸附废水中的重金属等杂质。
根据本发明实施例的水处理用电化学处理装置通过采用导电件组，该导电件组包括交替布置的第一导电件和第二导电件，并且第一导电件和第二导电件上均设有开孔，即废水穿流第一导电件和第二导电件，可以有效降低废水的COD或去除废水中重金属等杂质，并且反应产物可以及时排出，保持电解装置的电解活性，同时有效降低槽电压，装置占地面积小且造价成本低。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种水处理用电化学处理装置，其特征在于，包括：
槽体，所述槽体前端设有进水口，所述槽体的后端设有出水口；
导电件组，所述导电件组设在所述槽体内，所述导电件组包括第一导电件和第二导电件，所述第一导电件和所述第二导电件沿所述槽体的长度方向间隔且交替布置，并且所述第一导电件和所述第二导电件上设有开孔；
电源，所述电源的正极与所述第一导电件和第二导电件中的一个电连接，所述电源的负极的与所述第一导电件和第二导电件中的另一个电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述槽体为树脂槽体、PVC槽体或混凝土槽体。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电件和第二导电件均为电极板。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电件为电解篮筐，所述第二导电件为电极板。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电件和第二导电件均为电解篮筐。
6.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述电极板为网状或多孔状。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电极板为不锈钢、钛、铜、石墨或钛镀贵金属的材质制成或表面涂覆催化剂。
8.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述电解篮筐内部中空且填充电解物料。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电解物料包括纯铝、纯铁、纯锌、碳钢和铁碳合金中的至少之一。
10.根据权利要求3或5所述的装置，其特征在于，所述电源为换向电源，所述换向电源的正极周期性的与所述第一导电件和第二导电件中的一个电连接，所述换向电源的负极周期性的与所述第一导电件和第二导电件中的另一个电连接。
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