CN111732164A - 一种极板、极板系统以及射流及搅拌电絮凝反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种极板、极板系统以及射流及搅拌电絮凝反应装置，该装置包括壳体，其为两端均开放的中空圆柱体，圆柱体的顶端与壳体法兰盖板连接；壳体法兰盖板上开设有出水口及排气口；圆柱体内侧壁上部连接有阴、阳极接线盒；圆柱体的底端连接有封头，电极支撑板固定连接于圆柱体内部的底端且其上开设有用于使流体通过的小孔；封头开设有进水口并连接有进水管；射流器，射流器的出口与进水管的进水端相连，进水管的另一端位于封头内并与位于封头内的布水弯头的入口相连；封头的底部设置有排污口，排污口的轴线与布水弯头出口的轴线同心；极板系统，其放置在电极支撑板上且极板导电杆与阴、阳极接线盒相连接；搅拌系统，其与极板系统同轴线布置。

Description

一种极板、极板系统以及射流及搅拌电絮凝反应装置
技术领域
本发明涉及一种极板、极板系统以及射流及搅拌电絮凝反应装置，属于电絮凝水处理技术领域。
背景技术
电絮凝主要是针对废水进行净化处理的一种电化学方法。电絮凝反应器内的阴阳两极在外加直流电场作用下发生氧化还原反应，在一定的时间内产生有效的微气泡及絮体，有效的微小气泡及絮体能起到高效净化剂的作用。但是在电解过程中极板产生的高浓度离子液会阻碍反应发生，絮体如果不能有效排出设备，会降低设备反应效果。为使极板周围不形成高浓度离子液区域，现有方案是采用风机曝气或者增加搅拌电机，扰动极板周围区域液流。但是，使用风机势必提高能耗，增加运行成本，现有搅拌技术的搅拌叶片和极板之间的沉积物不易去除，越积越多。控制极板周围不产生高浓度离子液区，叶片需要较高转速，较高转速又会打散絮体并增高能耗。
因此，提供一种新型极板、极板系统以及射流及搅拌电絮凝反应装置已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种极板。
本发明的另一个目的在于提供一种极板系统。
本发明的又一个目的在于提供一种射流及搅拌电絮凝反应装置。
为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种极板，其中，该极板的圆心处开设有通孔，且在该极板上沿着半径方向开有与所述通孔相连通的槽，沿该极板圆周方向在其圆周边缘分别设置有若干个极板定位孔及若干个极板接电孔。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板中，优选地，所述极板为纯铝板、铁板或钛基涂敷稀有金属板(如钛电镀稀有金属板)。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板中，优选地，所述槽的宽度为25-50mm。其中，该槽主要用作过水通道。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板中，优选地，所述极板定位孔的个数为1-100个，极板接电孔的个数为1-100个。在本发明具体实施方式中，所述极板定位孔的个数为3个，极板接电孔的个数为4个，且极板定位孔及极板接电孔是沿该极板圆周方向在其圆周边缘均布设置的。
另一方面，本发明还提供了一种极板系统，其中，所述极板系统包括以上所述的极板，分别用作接电极板及非接电极板，所述接电极板位于该极板系统的两端，两端的接电极板之间设置有若干非接电极板；所述接电极板及非接电极板同心层叠排列并且该接电极板及非接电极板的槽在空间上呈螺旋上升状态；
极板定位螺杆依次穿过所述接电极板及非接电极板的极板定位孔并采用极板定位套对极板进行分隔，以对该接电极板及非接电极板进行定位，该极板定位螺杆的底部及顶部分别采用定位螺母固定；
极板接电螺杆依次穿过所述接电极板及非接电极板的极板接电孔，接电螺杆保护套套设于极板接电螺杆上，以使极板接电螺杆穿过非接电极板的极板接电孔时保证该极板接电螺杆与非接电极板不直接接触；极板导电杆通过压紧螺母及垫片固定在极板接电卡子上，该极板接电卡子通过压紧螺母及垫片固定于极板接电螺杆的顶端。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板系统中，极板接电螺杆为正极或负极，其是穿过非接电极板的极板接电孔的，但不能与该非接电极板直接接触，所以需要采用接电螺杆保护套将二者隔开，其绝缘作用，也可以保护极板接电螺杆不产生电极反应，防止螺杆溶蚀。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板系统中，可以根据接电极板及非接电极板的各自数量确定空间上各槽的间隔角度。例如在本发明具体实施方式中，各槽可以采用均布的形式进行间隔设置。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板系统中，该极板接电卡子用于连接极板接电螺杆及极板导电杆，接线通电。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板系统中，优选地，所述非接电极板的个数为1-200个。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板系统中，优选地，所述极板定位套、极板定位螺杆、定位螺母及接电螺杆保护套的材质为PVDF或PTFE。
根据本发明具体实施方案，在所述的极板系统中，优选地，所述极板接电螺杆、极板接电卡子、极板导电杆、压紧螺母及垫片的材质为不锈导电材质(如304SS或316不锈钢)。
又一方面，本发明还提供了一种射流及搅拌电絮凝反应装置，其中，所述装置包括：
壳体，其为两端均开放的中空圆柱体，该中空圆柱体的顶端通过壳体法兰与壳体法兰盖板相连接；该壳体法兰盖板上开设有出水口及排气口；
所述中空圆柱体内侧壁上部连接有若干阴、阳极接线盒；
该中空圆柱体的底端连接有封头，电极支撑板固定连接于中空圆柱体内部的底端，且该电极支撑板上开设有若干用于使流体通过的小孔；该封头开设有进水口并连接有进水管；
射流器，该射流器的出口与所述进水管的进水端相连，该进水管的另一端位于封头内，并与位于封头内的布水弯头的入口相连；
所述封头的底部还设置有排污口，用以连接排污管，该排污口的轴线与布水弯头出口的轴线同心；
以上所述的极板系统，其放置在电极支撑板上，且该极板系统的极板导电杆与所述阴、阳极接线盒相连接；
搅拌系统，其与所述极板系统同轴线布置，所述搅拌系统的轴端密封件与该壳体法兰盖板上中心位置开设的孔相连接；所述搅拌系统的搅拌主轴位于极板系统的中空腔体内，且该搅拌主轴的底部通过支撑套筒固定连接在电极支撑板中心孔处；垂直于该搅拌主轴并于其上对称且间隔地设置有若干叶片，该叶片上设置有叶片刷毛，该叶片伸入极板系统的相邻两块极板之间形成的空隙内，且叶片刷毛分别贴于相邻两块极板的上、下极板表面。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述中空圆柱体的底端通过焊接的方式与封头相连接。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述中空圆柱体的外侧壁下部还设有安装手孔。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述壳体的材质为碳钢或不锈钢。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述壳体的过流部分内衬有橡胶，以实现防腐及绝缘。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述封头的底部还设置有若干支腿。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述支腿为3或4个。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述封头的底部还设置有人孔。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述封头的材质为碳钢或不锈钢。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述封头的过流部分内衬有橡胶，以实现防腐及绝缘。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述极板系统与壳体内壁之间存在空隙，该空隙的宽度大于1cm。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述搅拌系统还包括搅拌电机、减速器及联轴器；所述联轴器的一端穿过轴端密封件及壳体法兰，于射流及搅拌电絮凝反应装置的壳体内与所述搅拌主轴相连接，其另一端与该减速器相连，该减速器与所述搅拌电机相连接。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述叶片刷毛为圆柱形塑料刷子。
根据本发明具体实施方案，在所述的装置中，优选地，所述叶片刷毛的外径比相邻两块极板之间的间距大4-8mm。
本发明所提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置采用射流器曝气，阻止了极板表面形成高浓度离子液；其中所用的搅拌系统与极板系统采用紧凑的设计结构，搅拌电机只需旋转刮渣，将产生的絮体有效排出，转速低，实现了节能降耗的目的；同时，这种结构也可以阻止极板表面之间高浓度离子液的形成。总之，本发明所提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置能满足污水处理中快速反应，稳定产生絮体并能有效排出的要求，是一种反应效率较高的电絮凝反应装置，且操作简单，易于实现自动化，占地面积小，投资、维护费用低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1所提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置所用极板系统的结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置所用极板系统中任意极板的结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置所用搅拌系统的结构示意图。
图5为本发明实施例1提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置所用搅拌系统中的叶片的结构示意图。
主要附图标号说明：
图1中：
1、射流器；2、进水管；3、搅拌系统；4、极板系统；5、排气系统；6、出水管；7、壳体法兰盖板；8、壳体法兰；9、壳体；10、阴、阳极接线盒；11、电极支撑板；12、布水弯头；13、排污管；14、支腿；15、封头；
图2中：
16、极板接电螺杆、17、极板接线压紧螺母及垫片；18、接电螺杆保护套；19、极板接电卡子；20、极板导电杆压紧螺母及垫片；21、极板导电杆；22、极板定位螺杆；23、极板定位上压紧螺母；24、极板定位套；25、接电极板；26、非接电极板；27、极板定位下压紧螺母；
图4中：
28、搅拌电机；29、减速器；30、联轴器；31、轴端密封件；32、搅拌主轴；33、叶片；34、叶片刷毛；35、支撑套筒。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种射流及搅拌电絮凝反应装置，该射流及搅拌电絮凝反应装置的结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，其包括：
壳体9，其为两端均开放的中空圆柱体，该中空圆柱体的顶端通过壳体法兰8与壳体法兰盖板7相连接；该壳体法兰盖板7上开设有出水口及排气口，分别用于连接出水管6及排气系统5；
所述中空圆柱体内侧壁上部连接有若干阴、阳极接线盒10；
该中空圆柱体的底端通过焊接的方式连接有封头15，电极支撑板11固定连接于中空圆柱体内部的底端，且该电极支撑板11上开设有若干用于使流体通过的小孔；该封头15开设有进水口并连接有进水管2；
射流器1，该射流器1的出口与所述进水管2的进水端相连，该进水管2的另一端位于封头15内，并与位于封头15内的布水弯头12的入口相连；
所述封头15的底部还设置有排污口，用以连接排污管13，该排污口的轴线与布水弯头12出口的轴线同心；
极板系统4(结构示意图如图2所示)，其放置在电极支撑板11上，且该极板系统4的极板导电杆与所述阴、阳极接线盒10相连接；
所述极板系统包括接电极板及非接电极板，所述接电极板位于该极板系统的两端，两端的接电极板之间设置有若干非接电极板；所述接电极板及非接电极板同心层叠排列并且该接电极板及非接电极板的槽在空间上呈螺旋上升状态；
该接电极板及非接电极板(极板的结构示意图如图3所示)的圆心处开设有通孔，且在该极板上沿着半径方向开有与所述通孔相连通的槽，沿该极板圆周方向在其圆周边缘分别均布有三个极板定位孔及四个极板接电孔；
所述极板为纯铝板、铁板或钛电镀稀有金属板；
所述槽的宽度为30mm；
极板定位螺杆22依次穿过所述接电极板25及非接电极板26的极板定位孔并采用极板定位套24对极板进行分隔，以对该接电极板25及非接电极板26进行定位，该极板定位螺杆22的底部及顶部分别采用极板定位下压紧螺母27及极板定位上压紧螺母23固定；
极板接电螺杆16依次穿过所述接电极板25及非接电极板26的极板接电孔，接电螺杆保护套18套设于极板接电螺杆16上，以使极板接电螺杆16穿过非接电极板26的极板接电孔时保证该极板接电螺杆16与非接电极板26不直接接触，接电极板25的上下两侧设置有极板接线压紧螺母及垫片17，非接电极板26与接电螺杆保护套18接触，接电螺杆保护套18上下两侧为极板接线压紧螺母及垫片17；极板导电杆21通过极板导电杆压紧螺母及垫片20固定在极板接电卡子19上，该极板接电卡子19通过压紧螺母及垫片固定于极板接电螺杆16的顶端；
本实施例中，所述极板定位套24、极板定位螺杆22、定位螺母(极板定位下压紧螺母27及极板定位上压紧螺母23)及接电螺杆保护套18的材质为PVDF或PTFE；
本实施例中，所述极板接电螺杆16、极板接电卡子19、极板导电杆21、压紧螺母及垫片(极板导电杆压紧螺母及垫片20及极板接线压紧螺母及垫片17)的材质为304SS或316不锈钢；
搅拌系统3(结构示意图如图4所示)，其与所述极板系统同轴线布置，所述搅拌系统3的轴端密封件31与该壳体法兰盖板上中心位置开设的孔相连接；所述搅拌系统3的搅拌主轴32位于极板系统的中空腔体内，且该搅拌主轴32的底部通过支撑套筒35固定连接在电极支撑板中心孔处；垂直于该搅拌主轴32并于其上对称且间隔地设置有若干叶片33，该叶片(如图5所示)33上设置有叶片刷毛34，该叶片33伸入极板系统的相邻两块极板之间形成的空隙内，且叶片刷毛34分别贴于相邻两块极板的上、下极板表面；
所述搅拌系统还包括搅拌电机28、减速器29及联轴器30；所述联轴器30的一端穿过轴端密封件31及壳体法兰，于射流及搅拌电絮凝反应装置的壳体内与所述搅拌主轴32相连接，其另一端与该减速器29相连，该减速器29与所述搅拌电机28相连接；其中，所述搅拌主轴的材质为304SS或316L；联轴器的材质为POM；搅拌电机使用防爆型变频电机配套变频器；
本实施例中，所述叶片刷毛为圆柱形塑料刷子；
本实施例中，所述叶片刷毛的外径比相邻两块极板之间的间距大5mm；
所述封头15的底部还设置有若干支腿14；该支腿可为3或4个；
所述中空圆柱体的外侧壁下部还设有安装手孔；
所述壳体9的材质为碳钢或不锈钢；
所述壳体9的过流部分内衬有橡胶，以实现防腐及绝缘；
所述封头15的底部还设置有人孔；
所述封头15的材质为碳钢或不锈钢；
所述封头15的过流部分内衬有橡胶，以实现防腐及绝缘；
所述极板系统4与壳体内壁之间存在空隙，该空隙的宽度为2cm。
本发明实施例1所提供的该射流及搅拌电絮凝反应装置的工作原理为：
来水首先进入射流器一端，从此将空气吸入射流器中，射流器另一端于进水管一端相连，进水管另一端通过壳体底部(位于封头内)，与布水弯头一端相连，来水经过布水弯头另一端进入壳体底部，进水弯头出口轴线与排污口轴线同心，混合气水一起经反应装置底部自下而上折射进入极板系统，均匀布水并实现曝气，并可防止污泥淤积堵塞底部排污管。
本发明采用射流器(如水力射流器)取代了风机曝气，射流器采用文丘里原理，利用污水动能，把大气中空气抽入污水中混合进入反应装置，实现反应装置均匀曝气，达到节能降耗目的；采用射流曝气后，极板表面已经不能形成高浓度离子液，搅拌电机只旋转刮渣，可选较低转速，能耗降低，从而达到节能效果，且较低的搅拌转速可以防止絮体被打散，絮体可稳定产生、累积并被有效排出。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。

Claims (22)

1.一种极板，其特征在于，该极板的圆心处开设有通孔，且在该极板上沿着半径方向开有与所述通孔相连通的槽，沿该极板圆周方向在其圆周边缘分别设置有若干个极板定位孔及若干个极板接电孔。
2.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述极板为纯铝板、铁板或钛基涂敷稀有金属板。
3.根据权利要求1或2所述的极板，其特征在于，所述槽的宽度为25-50mm。
4.根据权利要求1或2所述的极板，其特征在于，所述极板定位孔的个数为1-100个，极板接电孔的个数为1-100个。
5.一种极板系统，其特征在于，所述极板系统包括权利要求1-4任一项所述的极板，分别用作接电极板及非接电极板，所述接电极板位于该极板系统的两端，两端的接电极板之间设置有若干非接电极板；所述接电极板及非接电极板同心层叠排列并且该接电极板及非接电极板的槽在空间上呈螺旋上升状态；
极板定位螺杆依次穿过所述接电极板及非接电极板的极板定位孔并采用极板定位套对极板进行分隔，以对该接电极板及非接电极板进行定位，该极板定位螺杆的底部及顶部分别采用定位螺母固定；
极板接电螺杆依次穿过所述接电极板及非接电极板的极板接电孔，接电螺杆保护套套设于极板接电螺杆上，以使极板接电螺杆穿过非接电极板的极板接电孔时保证该极板接电螺杆与非接电极板不直接接触；极板导电杆通过压紧螺母及垫片固定在极板接电卡子上，该极板接电卡子通过压紧螺母及垫片固定于极板接电螺杆的顶端。
6.根据权利要求5所述的极板系统，其特征在于，所述非接电极板的个数为1-200个。
7.根据权利要求5或6所述的极板系统，其特征在于，所述极板定位套、极板定位螺杆、定位螺母及接电螺杆保护套的材质为PVDF或PTFE。
8.根据权利要求5或6所述的极板系统，其特征在于，所述极板接电螺杆、极板接电卡子、极板导电杆、压紧螺母及垫片的材质为不锈导电材质。
9.一种射流及搅拌电絮凝反应装置，其特征在于，所述射流及搅拌电絮凝反应装置包括：
壳体，其为两端均开放的中空圆柱体，该中空圆柱体的顶端通过壳体法兰与壳体法兰盖板相连接；该壳体法兰盖板上开设有出水口及排气口；
所述中空圆柱体内侧壁上部连接有若干阴、阳极接线盒；
该中空圆柱体的底端连接有封头，电极支撑板固定连接于中空圆柱体内部的底端，且该电极支撑板上开设有若干用于使流体通过的小孔；该封头开设有进水口并连接有进水管；
射流器，该射流器的出口与所述进水管的进水端相连，该进水管的另一端位于封头内，并与位于封头内的布水弯头的入口相连；
所述封头的底部还设置有排污口，用以连接排污管，该排污口的轴线与布水弯头出口的轴线同心；
权利要求5-8任一项所述的极板系统，其放置在电极支撑板上，且该极板系统的极板导电杆与所述阴、阳极接线盒相连接；
搅拌系统，其与所述极板系统同轴线布置，所述搅拌系统的轴端密封件与该壳体法兰盖板上中心位置开设的孔相连接；所述搅拌系统的搅拌主轴位于极板系统的中空腔体内，且该搅拌主轴的底部通过支撑套筒固定连接在电极支撑板中心孔处；垂直于该搅拌主轴并于其上对称且间隔地设置有若干叶片，该叶片上设置有叶片刷毛，该叶片伸入极板系统的相邻两块极板之间形成的空隙内，且叶片刷毛分别贴于相邻两块极板的上、下极板表面。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述中空圆柱体的底端通过焊接的方式与封头相连接。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述中空圆柱体的外侧壁下部还设有安装手孔。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述壳体的材质为碳钢或不锈钢。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述壳体的过流部分内衬有橡胶，以实现防腐及绝缘。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述封头的底部还设置有若干支腿。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述支腿为3或4个。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述封头的底部还设置有人孔。
17.根据权利要求9、14-16任一项所述的装置，其特征在于，所述封头的材质为碳钢或不锈钢。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述封头的过流部分内衬有橡胶，以实现防腐及绝缘。
19.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述极板系统与壳体内壁之间存在空隙，该空隙的宽度大于1cm。
20.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述搅拌系统还包括搅拌电机、减速器及联轴器；所述联轴器的一端穿过轴端密封件及壳体法兰，于射流及搅拌电絮凝反应装置的壳体内与所述搅拌主轴相连接，其另一端与该减速器相连，该减速器与所述搅拌电机相连接。
21.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述叶片刷毛为圆柱形塑料刷子。
22.根据权利要求9，20-21任一项所述的装置，其特征在于，所述叶片刷毛的外径比相邻两块极板之间的间距大4-8mm。
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