CN113880199A - 一种饮用水除氟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种饮用水除氟装置，涉及除氟技术领域，包括絮凝槽，所述絮凝槽上设有进水口与出水口，絮凝槽内平行设置有多个极板，其中一个位于最外侧的极板固定设置，其他各极板活动设置，相邻的两极板之间均设置有一转动杆，所述转动杆的一端与一极板转动连接，另一端通过连接件转动且滑动连接连接于另一极板上，相邻两连接件之间连接有一伸缩件，所述伸缩件伸缩过程中通过各转动杆及连接件的配合以同步调节各极板之间的距离。本发明中，伸缩件伸缩过程中通过各转动杆及连接件的配合能够同步调节各相邻的极板之间的距离，既可针对同一含氟量进水获得不同指标的含氟量出水，又可以针对不同含氟量的进水获得同一指标的含氟量出水。
Description
技术领域
本发明涉及除氟技术领域，具体为一种饮用水除氟装置。
背景技术
目前饮水除氟方法有混凝沉淀法、吸附过滤法、电絮凝法、电渗析法和反渗透法等，每种方法都有其不同的适用范围和条件。混凝沉淀法在处理过程中可能增加某种化学成分，吸附过滤法存在滤料再生的问题，比较繁琐，电渗析和反渗透法对原水水质要求较高。电絮凝法原理主要是将原水作为可电解的介质，通过铝电极导以直流电进行电解，阳极溶出的金属离子水解，与水中的氟发生混凝或絮凝，絮凝物通过后置过滤系统进行滤除，使原水中氟得以降除，最终出水氟含量达到国家饮水卫生标准。
如李金凤等编著，电絮凝法去除饮用水中氟的技术研究[J]，给水排水，2012，48(S2)：122-124中公开了氟的去除率随着电极间距的减小呈上升趋势，但电极间距过小，会由于电流密度过大引起短路；电极间距过大，电解时间过长，阳极区产生的絮凝物将覆盖在阳极表面形成钝化层，影响电极反应，又会使氟的去除率下降。
而在现有技术中，电絮凝器内的极板通常是固定在絮凝槽内的，这就导致各极板之间的间距不可调节，除非是拆卸下极板后重新布距安装，这无疑是非常不方便的，当有四个以上极板的时候，通过多次拆卸重新布距安装以调节极板间距的方式就更为繁琐，并且也不实用。
发明内容
本发明的目的是提供一种饮用水除氟装置，以解决上述现有技术中的不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种饮用水除氟装置，包括絮凝槽，所述絮凝槽上设有进水口与出水口，所述絮凝槽内平行设置有多个极板，其中一个位于最外侧的极板固定连接在所述絮凝槽内，其他各极板沿絮凝槽的进水口往出水口的方向活动设置于絮凝槽内，相邻的两极板之间均设置有一转动杆，所述转动杆的一端与一极板转动连接，另一端通过连接件转动且滑动连接连接于另一极板上，相邻两所述连接件之间连接有一伸缩件，所述伸缩件伸缩过程中通过各转动杆及连接件的配合以同步调节各极板之间的距离。
进一步地，所述连接件包括相连的滑动部以及转动轴，滑动部滑动设置于对应的极板上，转动轴与两相邻转动杆的端部转动连接。
进一步地，各所述转动杆的长度相等。
进一步地，各相邻的极板之间的距离为5-10mm。
进一步地，各所述极板底部均设置有分散式出气管，所述分散式出气管上连通有供气管，所述分散式出气管的出气沿着对应极板的侧壁上浮。
进一步地，所述絮凝槽上方开设有溢流口。
进一步地，所述极板为锌极板、铝电极或铁极板。
进一步地，所述进水口处设置有氟离子浓度检测传感机构，伸缩件依据所述氟离子浓度检测传感机构反馈的进水中氟离子浓度自动调节各极板之间的距离。
进一步地，沿絮凝槽的进水口往出水口的方向，各所述转动杆的长度依次增大。
进一步地，还包括倒极装置，各所述极板分为依次交错的阳极板与阴极板，所述倒极装置用于切换阳极板与阴极板上的电流极性。
在上述技术方案中，本发明提供的一种饮用水除氟装置，伸缩件伸缩过程中通过各转动杆及连接件的配合能够同步调节各相邻的极板之间的距离，伸缩件缩短时，各相邻极板间距同步减小，伸缩件伸长时各相邻的极板间距同步增大，从而能够非常便捷地调节各极板之间的间距，如此一方面可以获得不同指标的含氟量出水，另一方面当原水中氟离子含量较大时，适当减小各相邻极板的间距，当原水中氟离子含量减小时，适当增大各相邻极板的间距，以获得同一指标的含氟量出水。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的各极板间距增大时的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的各极板间距增大时的整体结构俯视图；
图3为本发明实施例提供的各极板间距增大时的局部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的各极板间距减小时的整体结构示意图；
图5为本发明实施例提供的各极板间距减小时的整体结构俯视图；
图6为本发明实施例提供的各极板间距减小时的局部结构示意图；
图7为本发明实施例提供的连接件与极板的连接结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的各极板间距增大时的整体结构俯视图；
图9为本发明另一实施例提供的各极板间距减小时的整体结构俯视图。
附图标记说明：
1、絮凝槽；1.1、进水口；1.2、出水口；2、极板；2.1、第一极板；2.2、第二极板；2.3、三极板；2.4、第四极板；2.5、第五极板；3、转动杆；3.1、第一转动杆；3.2、第二转动杆；3.3、第三转动杆；3.4、第四转动杆；4、连接件；4.1、滑动部；4.2、转动轴；4.3、第一连接件；4.4、第二连接件；5、伸缩件；6、分散式出气管；7、供气管；8、溢流口；9、转轴。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-9，本发明实施例提供的一种饮用水除氟装置，包括絮凝槽1，絮凝槽1上设有进水口1.1与出水口1.2，絮凝槽1内平行设置有多个极板2，其中一个位于最外侧的极板2固定连接在絮凝槽1内，其他各极板2沿絮凝槽1的进水口1.1往出水口1.2的方向活动设置于絮凝槽1内，相邻的两极板2之间均设置有一转动杆3，转动杆3的一端与一极板2转动连接，另一端通过连接件4转动且滑动连接连接于另一极板2上，相邻两连接件4之间连接有一伸缩件5，伸缩件5伸缩过程中通过各转动杆3及连接件4的配合以同步调节各极板2之间的距离。作为优选的技术方案，各转动杆3的长度相等，如此能够使得各极板2之间的距离保持相等。
具体的，絮凝槽1呈矩形状，进水口1.1位于絮凝槽1长度方向上的一端，出水口1.2位于絮凝槽1长度方向上的另一端，各极板2分为依次交错布置的阳极板和阴极板，即相邻两阳极板之间布置一个阴极板，各极板均为锌极板或铝极板或铁极板，各极板2的厚度方向与絮凝槽1的长度方向一致，除其中一个位于最外侧的极板2固定连接在絮凝槽1内以外，其他各极板2宽度方向的两侧与絮凝槽1的相对两侧贴合且滑动连接，各阳极板处于同一高度，各阴极板处于同一高度，各阳极板的高度高于各阴极板的高度，各阴极板的底部与絮凝槽1的槽底接触，如此，各极板2与絮凝槽1形成一个波形的水流通道，进水从进水口1.1进入絮凝槽1内，絮凝槽1内的水位高处各阴极板的高度，进水流过波形的水流通道的过程中，阳极板溶出的金属离子水解，与进水中的氟发生混凝或絮凝，然后从出水口1.2流出，进一步地，带有絮凝物的出水经过过滤系统进行滤除，使水中的氟得以降除。
相邻的两极板2之间均设置有一转动杆3，相邻两转动杆3的端部之间转动连接，即各转动杆3依次首尾转动相连，形成波形结构，转动杆3的数量比极板2的数量少一个，连接件4包括相连的滑动部4.1以及转动轴4.2，滑动部4.1滑动设置于对应的极板2上，转动轴4.2与两相邻转动杆3的端部转动连接(如图7)。作为优选的，参阅图3，极板2的数量为五个，各极板2从进水口1.1方向往出水口1.2方向依次称为第一极板2.1、第二极板2.2、第三极板2.3、第四极板2.4以及第五极板2.5，其中第一极板2.1、第三极板2.3、第五极板2.5均为阴极板，且第一极板2.1、第三极板2.3、第五极板2.5上均固定连接有一竖直的转轴9，各转轴9位于同一条直线上，且该直线平行于絮凝槽1的长度方向，第二极板2.2、第四极板2.4均为阳极板，第一极板2.1固定连接在絮凝槽1内，第二极板2.2、第三极板2.3、第四极板2.4以及第五极滑动设置在絮凝槽1内；则转动杆3的数量为四个，各转动杆3从进水口1.1方向往出水口1.2方向依次称为第一转动杆3.1、第二转动杆3.2、第三转动杆3.3以及第四转动杆3.4；则连接件4的数量至少为两个，两连接件4从进水口1.1方向往出水口1.2方向依次称为第一连接件4.3以及第二连接件4.4；其中第一转动杆3.1的一端水平转动连接在第一极板2.1上的转轴9上，第一转动杆3.1的另一端水平转动连接在第一连接件4.3的转动轴4.2上，第一连接件4.3的滑动部4.1沿第二极板2.2的宽度方向滑动设置在第二极板2.2上，第二转动杆3.2的一端水平转动连接在第一连接件4.3的转动轴4.2上，另一端水平转动连接在第三极板2.3上的转轴9上，第三转动杆3.3的一端连接在第三极板2.3上的转轴9上，另一端水平转动连接在第二连接件4.4的转动轴4.2上，第二连接件4.4的滑动部4.1沿第四极板2.4的宽度方向滑动设置在第四极板2.4上，第四转动杆3.4的一端水平转动连接在第二连接件4.4的转动轴4.2上，另一端水平转动连接在第五极板2.5上的转轴9上，伸缩件5的一端固定连接在第一连接件4.3上，另一端固定连接在第二连接件4.4上，伸缩件5的伸缩方向为第一连接件4.3与第二连接件4.4的连线方向，该连线的长度方向平行于絮凝槽1的长度方向，伸缩件5与第二转动杆3.2、第三转动杆3.3一起形成一个三角形结构，伸缩件5伸长使得第二转动杆3.2与第三转动杆3.3之间的夹角增大且使得第一连接件4.3与第二连接件4.4同步滑动以适配该夹角的变化，再配合上第一转动杆3.1以及第四转动杆3.4的联动，从而使得各极板2之间的距离同步增大，反之，伸缩件5收缩带动各极板2之间的距离同步减小。
优选的，伸缩件5为液压装置、气缸或电动伸缩杆。
在上述技术方案中，本发明提供的一种饮用水除氟装置，伸缩件5伸缩过程中通过各转动杆3及连接件4的配合能够同步调节各相邻的极板2之间的距离，伸缩件5缩短时，各相邻极板2间距同步减小，伸缩件5伸长时各相邻的极板2间距同步增大，从而能够非常便捷地调节各极板2之间的间距，如此一方面可以获得不同指标的含氟量出水，另一方面当原水中氟离子含量较大时，适当减小各相邻极板2的间距，当原水中氟离子含量减小时，适当增大各相邻极板2的间距，以获得同一指标的含氟量出水。
作为本实施例优选的技术方案，设定电流密度为70-100A/m2时，各相邻的极板2之间的距离为5-10mm，此范围既能够较快去除进水中的氟，又不至于导致极板2短路；进一步地，各相邻极板2之间的距离为5-6mm，该范围内电极反应强烈，阴极板与阳极板距离较近，阴极板区域产生的气体形成的气泡将阳极板区域产生的絮凝物上浮，从而降低阳极板钝化，加快阳极板区域反应，提高氟的去除率。
作为本实施例进一步优选的技术方案，各极板2底部均设置有分散式出气管6，分散式出气管6上连通有供气管7，分散式出气管6上设置有诸多出气孔，分散式出气管6的出气沿着对应极板2的侧壁上浮，将阳极板区域产生的絮凝物上浮，从而降低阳极板钝化速度，加快阳极板区域反应，提高氟的去除率。
作为本实施例优选的技术方案，絮凝槽1上方开设有溢流口8，溢流口8的底部低于絮凝槽1内水面3-8mm，阴极板区域产生的气体形成的气泡或分散式出气管6的出气将阳极板区域产生的絮凝物上浮到絮凝槽1内的水面处，一小部分的水流携带着大量的絮凝物从溢流口8处流出絮凝槽1，从而使得从絮凝槽1出水口1.2处流出的出水中絮凝物含量大幅度降低，便于出水中絮凝物被出水口1.2处的过滤系统进行滤除，增大该过滤系统的使用寿命；而从溢流口8流出的含有大量絮凝物的水流经粗略过滤后重新导入进水中。
作为本实施例优选的技术方案，还包括倒极装置，各极板2分为依次交错的阳极板与阴极板，倒极装置用于切换阳极板与阴极板上的电流极性，倒极装置的倒极间隔时间设为1-2min，能够避免单极溶解导致电极钝化而影响氟的降除率。
在现有技术以及上述实施例中，在任一个电絮凝反应的瞬间，各极板2之间的距离均是恒定的，随着絮凝槽1内进水沿着波形的水流通道流动，每经过一次两相邻极板2的电絮凝，进水中的含氟量会逐渐下降，由于各相邻极板2之间输入的电流大小是一致的，即各阳极板溶出的金属离子的量是一致的，因此越往水流通道的后段，与进水中的氟发生混凝或絮凝的金属离子消耗量会越来越小，这就导致从阳极板溶出的多余的金属离子存留在水中，出水中的氟含量虽然降低了，但是却增加了一定量的金属离子，这些离子也很难过滤掉，依次使得出水在饮用时，如含有铁离子的水带有铁腥味，影响口感，含有铝离子、锌离子的水虽然不影响口感，但长期饮用也会导致在体内积累。因此，本发明提供的另一个实施例中，参阅图8-9，沿絮凝槽1的进水口1.1往出水口1.2的方向，各转动杆3的长度依次增大，如此越往水流通道的后段的阳极板中溶出的金属离子数量会降低，同越往水流通道的后段的进水中残余的氟发生混凝或絮凝，既能够很好地降除进水中的氟离子，又降低了出水中的金属离子的余留，并且还能够具有一定的节省电能效果。
本发明提供的再一个实施例中，进水口1.1处设置有氟离子浓度检测传感机构，当进水中含氟量发生变化时，伸缩件5依据氟离子浓度检测传感机构反馈的进水中氟离子浓度自动呈反比调节各极板2之间的距离。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种饮用水除氟装置，包括絮凝槽(1)，所述絮凝槽(1)上设有进水口(1.1)与出水口(1.2)，所述絮凝槽(1)内平行设置有多个极板，其特征在于：
其中一个位于最外侧的极板固定连接在所述絮凝槽(1)内，其他各极板沿絮凝槽(1)的进水口(1.1)往出水口(1.2)的方向活动设置于絮凝槽(1)内；
相邻的两极板之间均设置有一转动杆，所述转动杆的一端与一极板转动连接，另一端通过连接件(4)转动且滑动连接连接于另一极板上，相邻两所述连接件(4)之间连接有一伸缩件(5)；
所述伸缩件(5)伸缩过程中通过各转动杆及连接件(4)的配合以同步调节各极板之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，所述连接件(4)包括相连的滑动部(4.1)以及转动轴(4.2)，滑动部(4.1)滑动设置于对应的极板上，转动轴(4.2)与两相邻转动杆的端部转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，各所述转动杆的长度相等。
4.根据权利要求2所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，各相邻的极板之间的距离为5-10mm。
5.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，各所述极板底部均设置有分散式出气管(6)，所述分散式出气管(6)上连通有供气管(7)，所述分散式出气管(6)的出气沿着对应极板的侧壁上浮。
6.根据权利要求5所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，所述絮凝槽(1)上方开设有溢流口(8)。
7.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，所述极板为锌极板、铝电极或铁极板。
8.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，所述进水口(1.1)处设置有氟离子浓度检测传感机构，伸缩件(5)依据所述氟离子浓度检测传感机构反馈的进水中氟离子浓度自动调节各极板之间的距离。
9.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，沿絮凝槽(1)的进水口(1.1)往出水口(1.2)的方向，各所述转动杆的长度依次增大。
10.根据权利要求1所述的一种饮用水除氟装置，其特征在于，还包括倒极装置，各所述极板分为依次交错的阳极板与阴极板，所述倒极装置用于切换阳极板与阴极板上的电流极性。
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| CN115259408A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-11-01 | 武汉工程大学 | 一种滑动式极板、分离式极板总成及电化学水软化装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107082473A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-22 | 江阴弘远新能源科技有限公司 | 一种用于污水处理的高级氧化装置及方法 |
| CN209226744U (zh) * | 2018-12-19 | 2019-08-09 | 扬州臻微生物技术有限公司 | 一体化电解设备 |
-
2021
- 2021-10-15 CN CN202111201685.2A patent/CN113880199B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107082473A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-22 | 江阴弘远新能源科技有限公司 | 一种用于污水处理的高级氧化装置及方法 |
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| CN115259408A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-11-01 | 武汉工程大学 | 一种滑动式极板、分离式极板总成及电化学水软化装置 |
| CN115259408B (zh) * | 2022-07-07 | 2024-03-15 | 武汉工程大学 | 一种滑动式极板、分离式极板总成及电化学水软化装置 |
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