CN113912162A - 电絮凝装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电絮凝装置，该电絮凝装置包括：壳体，具有絮凝腔，壳体上设置有进液口和出液口，进液口和出液口分别与絮凝腔连通；多个电极板，多个电极板并排、间隔设置在絮凝腔内，每个电极板的延伸方向与流体的流动方向相同；颗粒电极，位于絮凝腔内。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的电极钝化严重的问题。

Description

电絮凝装置

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体而言，涉及一种电絮凝装置。

背景技术

目前，电絮凝主要是针对废水进行净化处理的一种电化学方法。电絮凝装置内的阴阳两极在外加直流电场作用下发生氧化还原反应，即可对废水中的有机物或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水体中分离。通过上述装置可有效去除废水中重金属、悬浮物、油、磷酸盐等各种有害污染物。

现有的电絮凝装置内固定设置有多组并联的极板，极板接通直流电后会在极板之间产生电场，使待处理的水流入极板的空隙。此时通电的极板会发生电化学反应，溶出Al³⁺或Fe²⁺等离子并在水中水解而发生絮凝反应。

现有的电絮凝装置在工作过程中，外加电场也会使阴阳离子在电场中定向运动，使钙、镁等阳离子在阴极附近富集，与阴极产生的高浓度的氢氧根离子结合，产生氢氧化物沉淀，并且牢固的粘附在电极表面，造成电极的钝化。钝化后的电极表面依然会继续沉积这些氢氧化物，不断累积，使电极表面的垢越来越厚。产生的垢导电性差，在电极表面起到了绝缘的作用，使电极的电流强度减小，电压增加，使极板不能正常、均匀放电。局部失去钝化垢的电极表面的电流强度巨增，造成局部过度溶蚀，破坏极板的整体结构，进而造成极板损坏。

发明内容

本发明提供一种电絮凝装置，以解决现有技术中的电极钝化严重的问题。

本发明提供了一种电絮凝装置，电絮凝装置包括：壳体，具有絮凝腔，壳体上设置有进液口和出液口，进液口和出液口分别与絮凝腔连通；多个电极板，多个电极板并排、间隔设置在絮凝腔内，每个电极板的延伸方向与流体的流动方向相同；颗粒电极，位于絮凝腔内。

进一步地，絮凝腔具有相对设置的第一进口和第一出口，第一进口位于第一出口的下方。

进一步地，絮凝腔的流通面积由第一进口向第一出口逐渐变大。

进一步地，壳体具有流体通道，流体通道具有相对设置的第二进口和第二出口，流体通道与絮凝腔并排设置，且第二出口与第一进口连通，第一出口与第二进口连通，进液口和出液口均位于流体通道和絮凝腔的上方，进液口与第二进口连通，出液口与第一出口连通。

进一步地，电絮凝装置还包括：绝缘颗粒，位于絮凝腔内。

进一步地，电絮凝装置还包括驱动装置，驱动装置用于驱动流体流动，驱动装置包括：电机，具有输出轴；减速器，设置在电机的输出轴上；推进器，与减速器连接，推进器设置在流体通道内，电机通过减速器驱动推进器转动。

进一步地，流体通道包括顺次连通的竖直段和弯曲段，竖直段的远离弯曲段的一端形成第二进口，弯曲段的远离竖直段的一端形成第二出口，弯曲段的最低处设置有排污管道，排污管道上设置有排污阀。

进一步地，电絮凝装置还包括：承托板，设置在絮凝腔内，承托板位于第一进口处，承托板具有多个流通孔，流通孔用于流体通过；布水器，设置在承托板上。

进一步地，电絮凝装置还包括：传感器，设置在絮凝腔内，传感器用于检测颗粒电极在絮凝腔内的位置。

进一步地，电絮凝装置还包括：第一溢流堰板，设置在第一出口处；第二溢流堰板，设置在出液口处，第二溢流堰板的设置位置高于第一溢流堰板的设置位置。

应用本发明的技术方案，该电絮凝装置包括壳体、多个电极板以及颗粒电极。颗粒电极位于絮凝腔内。工作时，水在絮凝腔内流动，水流带动颗粒电极移动使其成为流化状态。流化的颗粒电极呈散式状态，颗粒电极之间距离增大，相互之间不能连续接触。电极板通电后，由于充满絮凝腔的液体具有一定的导电性，因此，在絮凝腔中形成均匀电场梯度。此时在絮凝腔中的颗粒电极是良好导体，致使颗粒表面各处电势相等。由于液体不彻底导电所形成的电场梯度，致使颗粒电极表面相对于该处液体具有电势，该颗粒电极的电势使电极表面发生氧化还原反应，溶蚀电极，起到对水中有机物进行氧化，溶蚀出的金属阳离子在水中水解形成氢氧化物胶体，起到破胶絮凝的作用。颗粒电极在水流的作用下不断改变方向和位置，其表面不易形成在固定状态时的离子汇聚现象，消除了颗粒电极表面的极化现象，使其不易在颗粒电极的表面形成氢氧化物垢，进而可以消除颗粒电极的钝化现象，保证颗粒电极的正常工作。并且，流态化的颗粒电极对固定的电极板表面具有摩擦效果，也能够及时消除了电极板的钝化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的电絮凝装置的结构示意图；

图2示出了图1中电絮凝装置的左视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

11、絮凝腔；12、进液口；13、出液口；14、竖直段；15、弯曲段；

20、电极板；21、接线柱；

31、电机；32、减速器；33、推进器；34、轴承；

40、排污阀；50、承托板；60、布水器；70、传感器；

81、第一溢流堰板；82、第二溢流堰板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种电絮凝装置，该电絮凝装置包括：壳体、电极板20以及颗粒电极。其中，壳体具有絮凝腔11，壳体上设置有进液口12和出液口13，进液口12和出液口13分别与絮凝腔11连通。电絮凝装置内设置有多个电极板20，多个电极板20并排、间隔设置在絮凝腔11内，每个电极板20的延伸方向与流体的流动方向相同。颗粒电极位于絮凝腔11内。

通过本实施例提供的电絮凝装置，该电絮凝装置包括壳体、多个电极板20以及颗粒电极。颗粒电极位于絮凝腔11内。工作时，水在絮凝腔11内流动，水流带动颗粒电极移动使其成为流化状态。流化的颗粒电极呈散式状态，颗粒电极之间距离增大，相互之间不能连续接触。电极板20通电后，由于充满絮凝腔11的液体具有一定的导电性，因此，在絮凝腔11中形成均匀电场梯度。此时在絮凝腔11中的颗粒电极是良好导体，致使颗粒表面各处电势相等。由于液体不彻底导电所形成的电场梯度，致使颗粒电极表面相对于该处液体具有电势，该颗粒电极的电势使电极表面发生氧化还原反应，溶蚀电极，起到对水中有机物进行氧化，溶蚀出的金属阳离子在水中水解形成氢氧化物胶体，起到破胶絮凝的作用。颗粒电极在水流的作用下不断改变方向和位置，其表面不易形成在固定状态时的离子汇聚现象，消除了颗粒电极表面的极化现象，使其不易在颗粒电极的表面形成氢氧化物垢，进而可以消除颗粒电极的钝化现象，保证颗粒电极的正常工作。颗粒电极始终处于流化状态，这样能够提高颗粒电极的工作效率，再者，颗粒电极在流化状态下，能够互相碰撞、摩擦，也可起到自清洗以及对电极板20的清洗作用。

其中，絮凝腔11具有相对设置的第一进口和第一出口，第一进口位于第一出口的下方。在本实施例中，絮凝腔11竖直设置在壳体内。

絮凝腔11的流通面积可以恒定不变，也可改变。絮凝腔11在竖直方向的截面形状可以为矩形、梯形，絮凝腔11可以为多边形的柱状结构、也可为圆柱体结构。在本申请中，絮凝腔11的流通面积由第一进口向第一出口逐渐变大。这样可以便于颗粒电极在絮凝腔11的底部堆积，并且，在流体流动过程中，絮凝腔11底部流通截面小、顶部流通截面大，这样使得流体在底部流速快，顶部流速慢，进而在底部对颗粒电极的冲击大，在顶部对颗粒电极的冲击小，使得颗粒电极能够在絮凝腔11内上下浮动。

其中，絮凝腔11内可以加入绝缘颗粒，也可不加绝缘颗粒。在本实施例中，该电絮凝装置包括绝缘颗粒，绝缘颗粒也位于絮凝腔11内。通过设置绝缘颗粒，可以避免颗粒电极在絮凝腔11内分布过于密集，减少颗粒电极之间相互接触，避免颗粒电极在工作时相互堆积，连通造成短路现象。

具体的，絮凝腔11的两边各设置一个电极板20，电极板20接线可以串联或并联，经接线柱21转出絮凝腔11外，与直流电源输出端的阴阳两极相接。电极板20可以采用铁板、铝板、不锈钢板、钛板、涂敷板材等导电材质。可以为板材、带孔板材、网状材质等各种形式。根据絮凝腔11竖直截面的形状，可以将电极板20也可设置为上大下小的梯形结构或矩形结构等。电极板20具有与接线柱21连接的接线端子，接线端子可以在水下连接或水上连接。絮凝腔11中可设置用于固定电极板20的插槽或限位装置，既便于电极板20的位置固定，又便于对电极板20取出检修。

其中，壳体具有流体通道，流体通道具有相对设置的第二进口和第二出口，流体通道与絮凝腔11并排设置，且第二出口与第一进口连通，第一出口与第二进口连通，进液口12和出液口13均位于流体通道和絮凝腔11的上方，进液口12与第二进口连通，出液口13与第一出口连通。具体的，流体在从进液口12进入后，先流入流体通道，然后从流体通道流入絮凝腔11内。

流体通道包括顺次连通的竖直段14和弯曲段15，竖直段14的远离弯曲段15的一端形成第二进口，弯曲段15的远离竖直段14的一端形成第二出口，弯曲段15的最低处设置有排污管道，排污管道上设置有排污阀40。通过设置弯曲段15可以保证流体平稳改变方向，减少对流体的流动阻力。通过设置排污管道和排污阀40，可以便于排掉管道内沉积的污泥。

该电絮凝装置还包括驱动装置，驱动装置设置在流体通道内，驱动装置用于驱动流体移动。通过设置驱动装置，可以驱动流体在壳体内流动。通过流体通道、絮凝腔11以及驱动装置相配合，可以使流体在流体通道和絮凝腔11内循环流动，这样可以对流体进行充分处理。将壳体内流体进行处理后，再向壳体内通入未处理流体，壳体内已处理的流体即可从出液口中排出。

具体的，该驱动装置包括：电机31、减速器32以及推进器33。其中，电机31具有输出轴，减速器32设置在电机31的输出轴上，推进器33与减速器32连接，电机31通过减速器32驱动推进器33转动。为了使推进器33稳定转动，该驱动装置还包括轴承34，将推进器33通过轴承34设置在流体通道内。在本实施例中，电机31采用变频电机，采用变频电机可以调节输出轴转速，以至于改变推进器33的转速，进而能够改变回流水量，并能达到调节颗粒电极上浮高度的目的。

在本实施例中，该电絮凝装置还包括：承托板50和布水器60。其中，承托板50设置在絮凝腔11内，承托板50位于第一进口处，承托板50具有多个流通孔，流通孔用于流体通过。通过设置承托板50可以在设备停止工作时，将颗粒电极落于其上。工作时，流体能够由下部向上穿过承托板50。布水器60设置在承托板50上，通过设置布水器60利于水流均匀穿过承托板50，均匀流化颗粒电极，避免大范围的对流。

其中，该电絮凝装置还包括传感器70，传感器70设置在絮凝腔11内，传感器70用于检测颗粒电极在絮凝腔11内的位置。具体的，传感器70可分两组分别固定于电极板20的上下沿。颗粒电极正常工作时，颗粒电极应该处在上下传感器之间。通过设置传感器70可便于对颗粒电极的位置进行检测、控制。具体的，可将传感器70的信号传输到PLC控制器，由PLC控制器经过逻辑判断调整推进器33的转动频率，以控制颗粒电极处在上下两传感器70之间。

其中，该电絮凝装置还包括：第一溢流堰板81和第二溢流堰板82。其中，第一溢流堰板81设置在第一出口处。通过设置第一溢流堰板81，可以使絮凝腔11与流体通道平稳过渡连接，以保证溢流后的回流水稳定流动。第二溢流堰板82设置在出液口13处，第二溢流堰板82的设置位置高于第一溢流堰板81的设置位置。通过上述装置可以保证回流水的稳定，也能够防止颗粒电极的流失。

本申请装置在工作时，由推进器33推动流体通道中的水流流动，在絮凝腔11和流体通道中形成循环回路。水在絮凝腔11中由下向上流动，絮凝腔11内具有颗粒电极和绝缘颗粒，水流带动颗粒电极和绝缘颗粒流动，使颗粒电极和绝缘颗粒成为流化状态。流化的颗粒电极呈散式状态，颗粒电极之间距离增大，相互之间不能连续接触。电极板20通电后，由于絮凝腔11的液体具有一定的导电性，因此，在絮凝腔11中形成均匀电场梯度。此时悬浮在絮凝腔11中的颗粒电极由于是良好导体，致使颗粒电极表面各处电势相等。但是由于液体不彻底导电所形成的电场梯度，致使颗粒电极表面相对于该处液体具有的电势，该电势使颗粒电极表面发生氧化还原反应，起到对水中有机物进行氧化，溶蚀出的金属离子形成氢氧化物胶体，起到破胶絮凝的作用。随着电流消耗，颗粒电极会逐步变小，在絮凝腔11中的位置会向上移动，以至于越过第一溢流堰板81，最终沉积在弯曲段15的最底部回收。

上述装置在工作过程中，颗粒电极在水流的作用下不断改变方向、位置，其表面不易形成固定状态时的离子汇聚现象，消除了颗粒电极表面的极化现象，消除了氢氧化物垢，避免或减少了钝化现象的发生，使颗粒电极始终处于活化状态，提高装置的工作效率。再者，颗粒电极在流化状态下，互相碰撞、摩擦，不断地进行自清洗。上下浮动的颗粒电极对电极板20也会进行碰撞、摩擦，进而起到清洗的作用，使电极板20表面不至于结垢，提高了设备整体运行的高效性和稳定性。本装置只需要定期补充颗粒电极即可，由于不存在板间距的问题，可以将电极板20加厚，减少更换维护的频率，极大地减小了设备的维护工作量和处理费用。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电絮凝装置，其特征在于，所述电絮凝装置包括：

壳体，具有絮凝腔(11)，所述壳体上设置有进液口(12)和出液口(13)，所述进液口(12)和所述出液口(13)分别与所述絮凝腔(11)连通；

多个电极板(20)，多个所述电极板(20)并排、间隔设置在所述絮凝腔(11)内，每个所述电极板(20)的延伸方向与流体的流动方向相同；

颗粒电极，位于所述絮凝腔(11)内。

2.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于，所述絮凝腔(11)具有相对设置的第一进口和第一出口，所述第一进口位于所述第一出口的下方。

3.根据权利要求2所述的电絮凝装置，其特征在于，所述絮凝腔(11)的流通面积由所述第一进口向所述第一出口逐渐变大。

4.根据权利要求2所述的电絮凝装置，其特征在于，所述壳体具有流体通道，所述流体通道具有相对设置的第二进口和第二出口，所述流体通道与所述絮凝腔(11)并排设置，且所述第二出口与所述第一进口连通，所述第一出口与所述第二进口连通，所述进液口(12)和所述出液口(13)均位于所述流体通道和所述絮凝腔(11)的上方，所述进液口(12)与所述第二进口连通，所述出液口(13)与所述第一出口连通。

5.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于，所述电絮凝装置还包括：

绝缘颗粒，位于所述絮凝腔(11)内。

6.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于，所述电絮凝装置还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动流体流动，所述驱动装置包括：

电机(31)，具有输出轴；

减速器(32)，设置在所述电机(31)的输出轴上；

推进器(33)，与所述减速器(32)连接，所述推进器(33)设置在所述流体通道内，所述电机(31)通过所述减速器(32)驱动所述推进器(33)转动。

7.根据权利要求4所述的电絮凝装置，其特征在于，所述流体通道包括顺次连通的竖直段(14)和弯曲段(15)，所述竖直段(14)的远离所述弯曲段(15)的一端形成所述第二进口，所述弯曲段(15)的远离所述竖直段(14)的一端形成所述第二出口，所述弯曲段(15)的最低处设置有排污管道，所述排污管道上设置有排污阀(40)。

8.根据权利要求2所述的电絮凝装置，其特征在于，所述电絮凝装置还包括：

承托板(50)，设置在所述絮凝腔(11)内，所述承托板(50)位于所述第一进口处，所述承托板(50)具有多个流通孔，所述流通孔用于流体通过；

布水器(60)，设置在所述承托板(50)上。

9.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于，所述电絮凝装置还包括：

传感器(70)，设置在所述絮凝腔(11)内，所述传感器(70)用于检测所述颗粒电极在所述絮凝腔(11)内的位置。

10.根据权利要求2所述的电絮凝装置，其特征在于，所述电絮凝装置还包括：

第一溢流堰板(81)，设置在所述第一出口处；

第二溢流堰板(82)，设置在所述出液口(13)处，所述第二溢流堰板(82)的设置位置高于所述第一溢流堰板(81)的设置位置。

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