CN110436579A - 搅拌槽电化学氧化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了搅拌槽电化学氧化装置，包括：搅拌槽槽体，所述搅拌槽槽体顶部设有进水口，所述搅拌槽底部设有排泥口；电解极板，所述电解极板设在所述搅拌槽槽体内，所述电解极板包括第一极板和第二极板，并且所述第一极板和所述第二极板均自所述搅拌槽槽体向所述搅拌槽槽体中心延伸，所述第一极板和所述第二极板交替布置形成环形；搅拌器，所述搅拌器设在所述电解极板围成的环内，并且所述搅拌器上设有搅拌桨；电源，所述电源的正极和负极周期性切换，并且所述正极周期性的与所述第一极板和第二极板中的一个电连接，所述负极周期性的与所述第一极板和第二极板中的另一个电连接。采用该装置可以有效去除废水中的COD，且占地面积小，造价成本低。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种搅拌槽电化学氧化装置。
背景技术
目前降低有色行业废水中COD的方法包括化学混凝法、臭氧氧化法和电化学法，其中，化学混凝法是通过添加混凝剂和絮凝剂形成物理沉降从而降低COD的方法，其可以有效的去除水中的多种高分子有机物，设备简单，易于维护操作而且处理效果好，但是运行费用昂贵，产渣量大；臭氧氧化法是通过臭氧氧化性对废水中的污染物进行消毒处理，因为臭氧具有强氧化能力，而且反应迅速，流程简单，没有二次污染问题。但是生产臭氧的电耗很高，成本费用大；电化学法是通过电池来发生化学方应，利用阴极跟阳极之间金属性的不同，产生电势差，使电子发生定向流动，产生电流，利用电解作用原理将水中的污染物去除掉或者将有毒的物质转化为无毒、少毒物质，但是现有的电化学设备占地面积大且造价成本高。
因此，现有的用于处理废水中COD的设备有待进一步改进。
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搅拌槽电化学氧化装置，采用该装置可以有效去除废水中的COD，且占地面积小，造价成本低。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种搅拌槽电化学氧化装置。根据本发明的实施例，所述装置包括：
搅拌槽槽体，所述搅拌槽槽体顶部设有进水口，所述搅拌槽底部设有排泥口；
电解极板，所述电解极板设在所述搅拌槽槽体内，所述电解极板包括第一极板和第二极板，并且所述第一极板和所述第二极板均自所述搅拌槽槽体向所述搅拌槽槽体中心延伸，所述第一极板和所述第二极板交替布置形成环形；
搅拌器，所述搅拌器设在所述电解极板围成的环内，并且所述搅拌器上设有搅拌桨；
电源，所述电源的正极和负极周期性切换，并且所述正极周期性的与所述第一极板和所述第二极板中的一个电连接，所述负极周期性的与所述第一极板和第二极板中的另一个电连接。
根据本发明实施例的搅拌槽电化学氧化装置通过采用包括第一极板和第二极板交替布置形成环形的电解极板，并且搭配正极和负极周期性切换的电源，同时在搅拌器的作用下使得供给至搅拌槽槽体内的废水穿流电解极板，即废水经相邻的第一极板和第二极板发生电解催化氧化，从而有效去除废水中的COD，另外周期性对电源正负极进行切换，可以有效保持第一极板和第二极板电解活性，进一步提高废水中COD去除率。由此，采用该装置可以有效去除废水中的COD，且占地面积小，造价成本低。
另外，根据本发明上述实施例的搅拌槽电化学氧化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，所述电解槽槽体为FPR槽体、PVC槽体或钢衬胶槽体。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽槽体包括自上而下的反应区和沉降区，所述电解极板设在所述反应区，所述进水口设在所述反应区的顶部。
在本发明的一些实施例中，沿着自上而下的方向，所述反应区的横截面积逐渐减小，并且所述排泥口设在所述沉降区的下端。
在本发明的一些实施例中，所述第一极板和所述第二极板为网状或多孔状。由此，可以提高废水COD去除率。
在本发明的一些实施例中，所述第一极板和所述第二极板为不锈钢、钛、铜、石墨或钛镀贵金属的材质制成或表面涂覆催化剂。由此，可以提高废水COD去除率。
在本发明的一些实施例中，所述电解极板进一步包括第一导电环和第二导电环，所述第一导电环环绕所述第一极板和所述第二极板围成的环设置，并且所述第一导电环与所述第一极板电连接，所述第二导电环环绕所述第一极板和所述第二极板围成的环设置，所述第二导电环与所述第二极板电连接，所述正极周期性的与所述第一导电环和第二导电环中的一个电连接，所述负极周期性的与所述第一导电环和第二导电环中的另一个电连接。
在本发明的一些实施例中，所述电解极板与所述搅拌器同轴设置。
在本发明的一些实施例中，所述搅拌器通过联轴器与搅拌电机相连。
在本发明的一些实施例中，所述搅拌器上沿其长度方向设有多层所述搅拌桨，每层所述搅拌桨包括多个沿所述搅拌器周向间隔布置的搅拌桨。由此，可以提高废水COD去除率。
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搅拌槽电化学氧化装置的纵截面结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的搅拌槽电化学氧化装置上电解极板的俯视结构示意图。
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，本发明提出了一种搅拌槽电化学氧化装置。根据本发明的实施例，参考图1，该装置包括：搅拌槽槽体100、电解极板200、搅拌器300和电源400。
根据本发明的实施例，搅拌槽槽体100顶部设有进水口101，搅拌槽底部102设有排泥口102。根据本发明的一个具体实施例，参考图1，电解槽槽体100包括自上而下的反应区11和沉降区12，进水口101设在反应区11的顶部。具体的，搅拌槽槽体100的材质并没有特殊要求，只要能实现绝缘效果即可，例如FPR槽体、PVC槽体或钢衬胶槽体，并且该搅拌槽槽体100的形状并不受特别限制，例如反应区11可以为圆筒形，沉降区12的横截面积逐渐减小，即沉降区12为圆锥形，并且排泥口102设在沉降区12的下端。并且参考图1，搅拌槽槽体100下部还设有支撑腿13。
根据本发明的实施例，参考图1和2，电解极板200设在搅拌槽槽体100内，电解极板200包括第一极板21和第二极板22，并且第一极板21和第二极板22均自搅拌槽槽体100向搅拌槽槽体100中心延伸，第一极板21和第二极板22交替布置形成环形。发明人发现，通过采用包括第一极板和第二极板交替布置形成环形的电解极板，并且搭配电源，同时在搅拌器的作用下使得供给至搅拌槽槽体内的废水穿流电解极板，即废水经相邻的第一极板和第二极板发生电解催化氧化，从而有效去除废水中的COD。优选的，电解极板200设在反应区12内。根据本发明的一个具体实施例，第一极板21和第二极板22为网状或多孔状，由此设置成网状或多孔状的极板，能使废水在第一极板和第二极板之间穿流，从而使得废水的流动性增加，使得废水中有机物电解更彻底。进一步的，第一极板21和第二极板22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、贵金属、氧化镍或氧化钛等。发明人发现，该类材质的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
根据本发明的实施例，搅拌器300设在电解极板200围成的环内，并且搅拌器300上设有搅拌桨31。具体的，搅拌器300设在电解极板200围成的环内且延伸至沉降区12，在搅拌器的作用下使得供给至搅拌槽槽体内的废水穿流电解极板，即废水经相邻的第一极板和第二极板发生电解催化氧化，从而有效去除废水中的COD。优选的，搅拌器300通过联轴器32与搅拌电机33相连。进一步的，搅拌器300上沿其长度方向设有多层搅拌桨31，每层搅拌桨31包括多个沿搅拌器周向间隔布置的搅拌桨31，即在搅拌器300的长度方向和周向上均设有搅拌桨31，从而在搅拌器300的作用下使得供给至搅拌槽槽体100的废水穿流第一极板21和第二极板22而发生电化学反应，有效去除废水中COD。更进一步的，参考图2，电解极板200与搅拌器300同轴设置。
根据本发明的实施例，电源400的正极41和负极42周期性切换，并且正极41周期性的与第一极板21和第二极板22中的一个电连接，负极42周期性的与第一极板21和第二极板22中的另一个电连接。具体的，该电源400为正负极换向的直流电源，电源400的正极41与第一极板21电连接，电源400的负极42与第二极板22电连接，电解时，与正极连接的第一极板可对废水中的有机物进行氧化作用，将有机物降解成小分子物质最终生成水和二氧化碳，而与负极连接的第二极板产生氢气，待需要换向时(具体可以根据废水水质不同调整，例如10～90min)，切换电源400的正极41和负极42，使得电源400的正极41与第二极板22电连接，电源400的负极42与第一极板21电连接，与电源负极相连的第一极板产生氢气，这些气泡可以对粘附在第一极板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极板对废水中的有机物进行氧化作用，如此反复交替进行。
进一步的，参考图2，电解极板200进一步包括第一导电环23和第二导电环24，第一导电环23环绕第一极板21和第二极板22围成的环设置，并且第一导电环23与第一极板21电连接，第二导电24环环绕第一极板21和第二极板22围成的环设置，第二导电环24与第二极板22电连接，即电解极板200包括多个第一极板21和多个第二极板22，第一导电环23环向设置且于多个第一极板21电连接，第二导电环24环向设置且与多个第二极板22电连接，正极41周期性的与第一导电环23和第二导电环24中的一个电连接，负极42周期性的与第一导电环23和第二导电环24中的另一个电连接。
具体的，在该装置运行一段时间后，检测搅拌槽槽体内废水的COD，当其降低到排放标准以下，关闭电源，打开搅拌槽槽体底部排泥口，排出废水。
根据本发明实施例的搅拌槽电化学氧化装置通过采用包括第一极板和第二极板交替布置形成环形的电解极板，并且搭配正极和负极周期性切换的电源，同时在搅拌器的作用下使得供给至搅拌槽槽体内的废水穿流电解极板，即废水经相邻的第一极板和第二极板发生电解催化氧化，从而有效去除废水中的COD，另外周期性对电源正负极进行切换，可以有效保持第一极板和第二极板电解活性，进一步提高废水中COD去除率。由此，采用该装置可以有效去除废水中的COD，且占地面积小，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)
1.一种搅拌槽电化学氧化装置，其特征在于，包括：
搅拌槽槽体，所述搅拌槽槽体顶部设有进水口，所述搅拌槽底部设有排泥口；
电解极板，所述电解极板设在所述搅拌槽槽体内，所述电解极板包括第一极板和第二极板，并且所述第一极板和所述第二极板均自所述搅拌槽槽体侧壁向所述搅拌槽槽体中心延伸，所述第一极板和所述第二极板交替布置形成环形；
搅拌器，所述搅拌器设在所述电解极板围成的环内，并且所述搅拌器上设有搅拌桨；
电源，所述电源的正极和负极周期性切换，并且所述正极周期性的与所述第一极板和所述第二极板中的一个电连接，所述负极周期性的与所述第一极板和所述第二极板中的另一个电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电解槽槽体为FPR槽体、PVC槽体或钢衬胶槽体。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电解槽槽体包括自上而下的反应区和沉降区，所述电解极板设在所述反应区，所述进水口设在所述反应区的顶部。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，沿着自上而下的方向，所述反应区的横截面积逐渐减小，并且所述排泥口设在所述沉降区的下端。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一极板和所述第二极板为网状或多孔状。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一极板和所述第二极板为不锈钢、钛、铜、石墨或钛镀贵金属的材质制成或表面涂覆催化剂。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电解极板进一步包括第一导电环和第二导电环，所述第一导电环环绕所述第一极板和所述第二极板围成的环设置，并且所述第一导电环与所述第一极板电连接，所述第二导电环环绕所述第一极板和所述第二极板围成的环设置，所述第二导电环与所述第二极板电连接，所述正极周期性的与所述第一导电环和第二导电环中的一个电连接，所述负极周期性的与所述第一导电环和第二导电环中的另一个电连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电解极板与所述搅拌器同轴设置。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌器通过联轴器与搅拌电机相连。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌器上沿其长度方向设有多层所述搅拌桨，每层所述搅拌桨包括多个沿所述搅拌器周向间隔布置的搅拌桨。
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