CN114920335A - 电解单元及多级电解装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电解单元，包括长条式电解管筒、电极板和水流控制装置，水流控制装置能够将长条式电解管筒内任意相邻两电极板之间的水流流速控制在0.25米/秒至0.8米/秒的范围内，可基本消除浓度极化，并迅速带走反应产物，同时可以带走电极板表面分解水产生的气膜，使反应快速稳定进行；根据实验测定，按此水流速度进行的电化学反应，比传统电化学大箱体的反应效率快8～15倍，并使电极板表面免于钝化，表面无粘附物层，反应稳定重复性十分良好。本发明还提出了多级电解装置，采用多个上述电解单元串联而成，待处理水每流经一个电解单元，便得到一次处理，流经整个电解装置的水即可得到连续多次的处理，有利于提升水处理效果。

Description

电解单元及多级电解装置
技术领域
本发明属于电化学技术领域，涉及电解电絮凝技术，特别是涉及一种电解单元及多级电解装置。
背景技术
目前，采用电化学技术处理工业污水已有许多研究，但在电解装置的结构上均采用的箱式结构，电极板按间隔一定距离均布或错开布局在同一个电解箱体内，处理量和箱体的大小有关，而为了方便制造，多采取标准大小的箱体，并配备相应适配的电源。但是，这给实际应用带来了相当不便，导致处理效率十分低下(传统电解箱处理时间通常需要1小时左右)，理由如下：
(1)、传统电解箱通常设计成下进水上出水，箱体截面积大，因此箱内的水流速度很低，同时各电极板分割了水流，造成箱内各处流速十分不均匀，这严重导致了进入箱体内的各部分水得不到等强度等时间的处理，这是导致传统电解箱整体处理效率低下的原因之一；
(2)、浓度极化现象严重。电解过程分解水产生的O(氧离子)和OH(氢氧根离子)等氧化还原剂，与水中污染物反应十分迅速，反应的产物靠近极板，污染物越靠近极板浓度越低，反应产物浓度越高，因此形成浓度极化，如果不迅速转移反应产物则会阻碍反应快速进行。但传统电解箱内因水流速度十分缓慢，则不能迅速消除这一浓度极化现象，这是传统电解导致效率低下的原因之二；
(3)、电解过程中污染物中带电极性的粒子或基团，会在电场中分别向带相反电性的极板表面运动，产生覆盖效应，形成覆盖层，而电解水产生的氧化剂和还原剂会被这覆盖层进行一定程度隔离，这样不但阻碍反应的快速进行，降低反应效率，还使电解水产生的氧气与氢气不能快速移走，在极板与水之间形成局部气膜，这层气膜的存在不仅阻碍了反应的继续，还严重增加了电极板的电阻，电能被转变成了热能而不是化学能，导致了能源的浪费。同时，电解产生的氧化剂会更多地对极板本身进行氧化，导致极板过早钝化，危害十分严重，这些都可以认为是传统电解箱内水的流速缓慢和流速严重不均造成的；
(4)、同一箱体内只能置放同一材质的电极，处理重金属是置放铁质电极，而处理高COD(化学需氧量)的废水时则采用非溶解性电极如钛电极，但如果需要同时处理废水中的重金属和COD时，因使用的电极不同和处理的工艺参数不同，因此必须配备不同电极的两种设备；
(5)、大的电解箱在更换极板时极为不便，一旦出现故障，如钝化效率下降或电路故障时，必须停止整个生产线检修，影响实时的生产；
(6)电解箱实际处理污水量不断变化时，只能按照最高处理水量配置设备，而小水量处理时造成浪费。
综上所述，传统电化学电解箱装置处理效率低下的根本原因是，电化学反应的速度远远大于反应产物的扩散速度，因此造成了严重浓度极化，反应产物在极板表面堆积，反应产生的氧化剂氧化了极板本身而促使极板快速钝化，因此形成了传统电化学装置应用上的瓶颈，而这些现象的产生与传统电解箱内水流速度十分缓慢有关，这阻碍了电化学技术在该领域的广泛应用，因此，提出一种新型的电化学电解箱装置，以改善电解箱内水流速度十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种电解单元及多级电解装置，其通过改变电解箱内的水流速度，来解决上述传统电化学电解箱装置由于电化学反应的速度远远大于反应产物的扩散速度，从而造成严重浓度极化，最终致使处理效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种电解单元，包括：
长条式电解管筒，所述长条式电解管筒沿长度方向的两端分别设置为进水端和出水端；
电极板，所述电极板设置于所述长条式电解管筒内；所述电极板沿所述长条式电解管筒的长度方向布置，且所述电极板的两端分别与所述进水端和所述出水端相接；所述电极板在所述长条式电解管筒内间隔均匀设置多块；
水流控制装置，所述水流控制装置与所述长条式电解管筒相连，其能够将位于任意相邻两所述电极板之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
可选的，所述长条式电解管筒为长方体管筒或圆柱形管筒。
可选的，所述长条式电解管筒内的所述电极板的材质不完全相同。
可选的，所述长条式电解管筒内的任意两所述电极板的材质不相同。
可选的，任意一所述电极板为铁板、铝板、钛板或复合材料导电板。
可选的，所述水流控制装置包括水泵和进水控制阀门，所述水泵通过所述进水控制阀门与所述进水端连接，以向所述长条式电解管筒内引入待处理水；所述水泵或所述进水控制阀门能够将所述待处理水的流动速度控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
可选的，所述水流控制装置还包括出水控制阀门，所述出水控制阀门连接于所述出水端，其能够通过调控所述出水端的出水流量，调节所述待处理水在所述长条式电解管筒内的停留时间。
可选的，所述出水控制阀门为节流阀。
本发明提出一种多级电解装置，包括水流控制装置和由多个电解单元首尾串联形成的电解总成，其中，任意一所述电解单元均包括：
长条式电解管筒，所述长条式电解管筒水平布置，所述长条式电解管筒沿长度方向的两端分别设置为进水端和出水端；
电极板，所述电极板设置于所述长条式电解管筒内；所述电极板沿所述长条式电解管筒的长度方向布置，且所述电极板的两端分别与所述进水端和所述出水端相接；所述电极板在所述长条式电解管筒内间隔均匀设置多块；
所述水流控制装置与所述电解总成相连，其能够将位于任意相邻两所述电极板之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
可选的，所述长条式电解管筒为长方体管筒或圆柱形管筒。
可选的，所述长条式电解管筒内的所述电极板的材质不完全相同。
可选的，所述长条式电解管筒内的任意两所述电极板的材质不相同。
可选的，每个所述电解单元中的所述电极板材质相同，且不同所述电解单元中所述电极板的材质不同。
可选的，任意一所述电极板为铁板、铝板、钛板或复合材料导电板。
可选的，所述水泵用于向所述长条式电解管筒内引入待处理水；所述水泵或所述进水控制阀门能够将所述待处理水的流动速度控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
可选的，所述出水控制阀门能够通过调控所述出水端的出水流量，调节所述待处理水在所述电解总成内的停留时间。
可选的，所述出水控制阀门为节流阀。
可选的，任意一所述长条式电解管筒的所述进水端和所述出水端均设置有连接端面，多个所述长条式电解管筒通过所述连接端面依次首尾对接形成连通长管路；所述连通长管路的所述进水端连接进水管路，所述连通长管路的所述出水端连接出水管路；
所述水流控制装置包括水泵、进水控制阀门和出水控制阀门，所述水泵和所述进水控制阀门设置于所述进水管路上，所述出水控制阀门设置于所述出水管路上。
可选的，还包括循环处理组件，所述循环处理组件包括：
循环水暂存装置；
循环水进水管路，所述循环水进水管路的一端通过出水三通换向阀与所述出水管路连接，另一端与所述循环水暂存装置连接，以向所述循环水暂存装置内引入待循环处理水；
循环水出水管路，所述循环水出水管路的一端与所述循环水暂存装置连接，另一端通过进水三通换向阀与所述进水管路连接，所述循环水出水管路上设置有循环水泵，以将所述循环水暂存装置内的待循环处理水引入所述连通长管路内。
可选的，所述多级电解装置中配置有电源，每个所述长条式电解管筒上分别配置一独立的电源，或者所述多级电解装置中全部所述长条式电解管筒共用一套电源。
本发明还提出一种多级电解装置，包括水流控制装置和由多个电解单元首尾串联形成的电解总成，其中，任意一所述电解单元均包括：
长条式电解管筒，所述长条式电解管筒竖直布置，所述长条式电解管筒沿长度方向的两端分别设置为进水端和出水端；
电极板，所述电极板设置于所述长条式电解管筒内；所述电极板沿所述长条式电解管筒的长度方向布置，且所述电极板的两端分别与所述进水端和所述出水端相接；所述电极板在所述长条式电解管筒内间隔均匀设置多块；
多个所述长条式电解管筒通过连接管路依次首尾连接形成连通长管路；所述水流控制装置与所述连通长管路相连，其能够将位于任意相邻两所述电极板之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
可选的，所述长条式电解管筒为长方体管筒或圆柱形管筒。
可选的，所述长条式电解管筒内的所述电极板的材质不完全相同。
可选的，所述长条式电解管筒内的任意两所述电极板的材质不相同。
可选的，任意一所述电极板为铁板、铝板、钛板或复合材料导电板。
可选的，所述水泵用于向所述长条式电解管筒内引入待处理水；所述水泵或所述进水控制阀门能够将所述待处理水的流动速度控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
可选的，所述出水控制阀门能够通过调控所述出水端的出水流量，调节所述待处理水在所述电解总成内的停留时间。
可选的，所述出水控制阀门为节流阀。
可选的，所述连通长管路中多个所述长条式电解管筒的所述进水端和所述出水端，沿所述连通长管路的长度延伸方向上下交错布置；所述连通长管路的所述进水端连接进水管路，所述连通长管路的所述出水端连接出水管路；所述水流控制装置包括水泵、进水控制阀门和出水控制阀门，所述水泵和所述进水控制阀门设置于所述进水管路上，所述出水控制阀门设置于所述出水管路上。
可选的，还包括循环处理组件，所述循环处理组件包括：
循环水暂存装置；
循环水进水管路，所述循环水进水管路的一端通过出水三通换向阀与所述出水管路连接，另一端与所述循环水暂存装置连接，以向所述循环水暂存装置内引入待循环处理水；
循环水出水管路，所述循环水出水管路的一端与所述循环水暂存装置连接，另一端通过进水三通换向阀与所述进水管路连接，所述循环水出水管路上设置有循环水泵，以将所述循环水暂存装置内的待循环处理水引入所述连通长管路内。
可选的，所述多级电解装置中配置有电源，每个所述长条式电解管筒上分别配置一独立的电源，或者所述多级电解装置中全部所述长条式电解管筒共用一套电源。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提出的电解单元，结构新颖合理，通过设置水流控制装置，能够将长条式电解管筒内任意相邻两电极板之间的水流流速控制在0.25米/秒至0.8米/秒的范围内；传统电解箱内，电化学反应的速度远远大于反应产物的扩散速度，因此造成了严重浓度极化，反应产物在极板表面堆积，反应产生的氧化剂氧化了极板本身而促使极板快速钝化，因此形成了传统电化学装置应用上的瓶颈，而本发明通过改变长条式电解管筒内的水流速度可解决上述瓶颈问题。根据试验，当电极板间水流速度在0.25米/秒至0.8米/秒的范围内时，即可基本消除浓度极化，并迅速带走反应产物，同时可以带走电极板表面分解水产生的气膜，使反应快速稳定进行；根据实验测定，按此水流速度进行的电化学反应，比传统电化学大箱体的反应效率快8～15倍，并使电极板表面免于钝化，表面无粘附物层，反应稳定重复性十分良好。
并且，本发明的电解单元中，采用长条式电解管筒的箱体形式，其制造截面积远小于传统电解箱的横截面积，具有制造成本低的优点；同时长条式电解管筒体积的缩小，相应采用电极板的面积也会缩小，相比传统大体积电解箱和大面积电极板，本发明更有利于实现各电极板间隙内水流速度的一致，确保进入长条式电解管筒内的每一分水均得到相同时间以及相同强度的处理，处理效率以及稳定性均得到提升。
本发明提出的多级电解装置，采用多个电解单元串联而成，待处理水每流经一个电解单元，便得到一次处理，流经整个电解装置的水即可得到连续多次的处理，有利于提升水处理效果。
此外，在本发明提出的另外一些技术方案中，还配置相应的循环处理组件，能够根据需求将待处理水进行多次的循环处理，可进一步提升水处理效果和水处理稳定性。
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为本发明实施例一所公开的电解单元的结构示意图；
图2为本发明实施例二所公开的多级电解装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三所公开的多级电解装置的结构示意图。
其中，附图标记为：
100、电解单元；200、多级电解装置；
1、长条式电解管筒；2、电极板；3、进水端；4、出水端；5、进水管路；6、进水控制阀门；7、出水管路；8、出水控制阀门；9、连接端面；10、循环水暂存装置；11、循环水进水管路；12、出水三通换向阀；13、循环水出水管路；14、进水三通换向阀；15、循环水泵；16、连接管路；17、电源接口。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的目的之一是提供一种电解单元，其通过改变电解箱内的水流速度，来解决传统电化学电解箱装置由于电化学反应的速度远远大于反应产物的扩散速度，从而造成严重浓度极化，最终致使处理效率低下的问题。
本发明的另一目的还在于提供一种多级电解装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种电解单元100，主要包括长条式电解管筒1、电极板2和水流控制装置，长条式电解管筒1沿长度方向的两端均开口通透，可作为长条式电解管筒1的进水端3和出水端4；电极板2设置于长条式电解管筒1内，电极板2沿长条式电解管筒1的长度方向布置，且电极板2的两端分别与进水端3和出水端4相接，电极板2在长条式电解管筒1内间隔均匀设置多块，可在进水端3和出水端4均形成条形格栅结构，能够在确保顺利进水和出水的前提下，实现待处理水分流，以进水端3为例，由于电极板2间隔均匀分布，所以电极板2间隙相同，前述条形格栅结构的设置可使得待处理水经长条式电解管筒1的进水端口进入后，立即按照电极板2的布置方式进行均匀分流，有利于提高水处理效率。水流控制装置与长条式电解管筒1相连，其能够将位于任意相邻两电极板2之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。如图1所示，长条式电解管筒1的顶部和底部均设置有电源接口17，位于两侧的电极板2通过电源线与电源接口17连接供电。
本实施例中，长条式电解管筒1可为长方体管筒或圆柱形管筒。当长条式电解管筒1采用长方体管筒结构时，其横截面优选为长方形，长方体管筒结构的尺寸可为600mm×200mm×100mm，即长方体管筒的长度为600mm，其长方形横截面的长为200mm、宽为100mm。本实施例长条式电解管筒1的制造截面积(即横截面积)远小于传统电解箱的横截面积，具有制造成本低的优点；同时长条式电解管筒体积的缩小，相应采用电极板的面积也会缩小，相比传统大体积电解箱和大面积电极板，本发明更有利于实现各电极板间隙内水流速度的一致，确保进入长条式电解管筒内的每一分水均得到相同时间以及相同强度的处理，处理效率以及稳定性均得到提升。
本实施例中，任意一电极板2均可为铁板、铝板、钛板或复合材料导电板，长条式电解管筒1内各个电极板2的材质可以完全相同，也可以不完全相同。一般情况下，单个长条式电解管筒1内的各个电极板2采用相同材质，比如均采用铁板、铝板或钛板；也可以根据实际需求将不同材质的电极板2有机集成在同一电解单元100内，可以同时实现多个处理效果，满足电解复杂水体的多种要求。实际操作中，长条式电解管筒1内电极板2的材质设置为完全不同，即任意两电极板2的材质均不相同。作为单元式的电解单元100，其内设置材质不完全相同或材质完全不同的电极板2，能够在小安装空间条件下，满足电解复杂水体的需求。
本实施例中，水流控制装置包括水泵和进水控制阀门6，水泵通过进水控制阀门6与进水端3连接，以向长条式电解管筒1内引入待处理水；水泵或进水控制阀门6能够将待处理水的流动速度控制在0.25米/秒～0.8米/秒。上述进水控制阀门6优选为电磁阀，水泵优选为加压泵。
本实施例中，水流控制装置还包括出水控制阀门8，出水控制阀门8连接于出水端4，其能够通过调控出水端4的出水流量或流速，调节待处理水在长条式电解管筒1内的停留时间(即待处理水在长条式电解管筒1内的处理时间)，使待处理水达到需要的电解处理强度效果。上述出水控制阀门8优选为节流阀，比如电动节流阀。
本实施例中，电解单元100可以配备独立电源和报警装置。实际操作中，每个电解单元100可以配备独立电源或几个电解单元100配备一个电源。每个电源均可独立设置和调节电源参数，这样在保证达成处理效果前提下可以最大限度的发挥电能效率，这为处理过程中功率的调节与控制带来了极大的方便性，并节约电能。
本技术方案提出的电解单元，结构新颖合理，通过设置水流控制装置，能够将长条式电解管筒内任意相邻两电极板之间的水流流速控制在0.25米/秒至0.8米/秒的范围内；传统电解箱内，电化学反应的速度远远大于反应产物的扩散速度，因此造成了严重浓度极化，反应产物在极板表面堆积，反应产生的氧化剂氧化了极板本身而促使极板快速钝化，因此形成了传统电化学装置应用上的瓶颈，而本发明通过改变长条式电解管筒内的水流速度可解决上述瓶颈问题。根据试验，当电极板间水流速度在0.25米/秒至0.8米/秒的范围内时，即可基本消除浓度极化，并迅速带走反应产物，同时可以带走电极板表面分解水产生的气膜，使反应快速稳定进行；根据实验测定，按此水流速度进行的电化学反应，比传统电化学大箱体的反应效率快8～15倍，并使电极板表面免于钝化，表面无粘附物层，反应稳定重复性十分良好。
并且，本技术方案的电解单元中，采用长条式电解管筒的箱体形式，其制造截面积远小于传统电解箱的横截面积，具有制造成本低的优点；同时长条式电解管筒体积的缩小，相应采用电极板的面积也会缩小，相比传统大体积电解箱和大面积电极板，本发明更有利于实现各电极板间隙内水流速度的一致，确保进入长条式电解管筒内的每一分水均得到相同时间以及相同强度的处理，处理效率以及稳定性均得到提升。
实施例二
如图2所示，本实施例提出一种多级电解装置200，包括多个如实施例一所述的电解单元100，任意一长条式电解管筒1均水平布置，多个长条式电解管筒1依次首尾连接形成连通长管路。其中，多个水平布置的长条式电解管筒1可以通过管路连接，也可以直接首尾对接，当采用直接首尾对接的方式时，可在每个长条式电解管筒1的进水端3和出水端4均设置有连接端面9，多个长条式电解管筒1通过连接端面9依次首尾对接形成连通长管路，这里的连接端面9类似于法兰结构，当长条式电解管筒1采用圆柱形管筒结构时，则连接端面9对应为圆环形，而当长条式电解管筒1采用长方体管筒结构时，连接端面9对应设置为方框形。另外，当多个水平布置的长条式电解管筒1通过管路依次首尾连接时，可以保留每个电解单元100中原配的水泵、进水控制阀门6和出水控制阀门8，也可以为了节省部件使用成本，多个电解单元100共用一套水泵、进水控制阀门6和出水控制阀门8，即在多个水平布置的长条式电解管筒1通过管路连接形成的连通长管路的进水端3连接进水管路5，进水管路5上设置水泵和进水控制阀门6，连通长管路的出水端4则连接出水管路7，出水管路7上设置出水控制阀门8。当多个水平布置的长条式电解管筒1采用直接首尾对接的方式时，由于缺少安装间隙，所以一般仅适用多个长条式电解管筒1共用一套水泵、进水控制阀门6和出水控制阀门8的方式，即在连通长管路的进水端3连接进水管路5，进水管路5上设置水泵和进水控制阀门6，连通长管路的出水端4则连接出水管路7，出水管路7上设置出水控制阀门8。
本实施例中，还包括循环处理组件，循环处理组件包括循环水暂存装置10、循环水进水管路11和循环水出水管路13，循环水进水管路11的一端通过出水三通换向阀12与出水管路7连接，另一端与循环水暂存装置10连接，以向循环水暂存装置10内引入待循环处理水；循环水出水管路13，循环水出水管路13的一端与循环水暂存装置10连接，另一端通过进水三通换向阀14与进水管路5连接，循环水出水管路13上设置有循环水泵15，以将循环水暂存装置10内的待循环处理水引入连通长管路内。循环处理组件的设置，可实现待处理水的循环处理，其中，通过对出水三通换向阀12、进水三通换向阀14以及循环水泵15的调控，可以实现对循环处理组件的启闭控制，进而实现两种水处理运行模态。其中第一种水处理运行模态下，循环处理组件整体关闭，待处理水经连通长管路的进水管路5进入，流至连通长管路的最后一组电解单元100时直接经出水管路7排出，实现待处理水的一次性电解处理；第二种水处理运行模态下，循环处理组件整体开启，通过调节出水三通换向阀12的出水方向，使流至连通长管路的最后一组电解单元100的待处理水经循环水进水管路11流至循环水暂存装置10，再由循环水泵15将循环水暂存装置10内的水再次泵入连通长管路的进水管路5，实现待处理水在电解装置内的循环，得到多次倍增的电解处理，直至得到需要的处理效果，再转换成第一种水处理运行模态。上述两种水处理运行模态可以通过现场试验，达成控制规律性的设定转换以满足处理要求。在上述水处理运行模态选择以及切换过程中，对出水三通换向阀12和进水三通换向阀14的调节十分重要，以出水三通换向阀12为例，其进水口和一个出水口与出水管路7连接，另一个出水口则与循环水进水管路11连接，通过调控其进水口与不同出水口的连通，达到改变水流排出方向的效果，进而实现待处理水的单次处理或循环多次处理。上述进水三通换向阀14的安装形式以及工作原理可参考上述出水三通换向阀12，出水三通换向阀12和进水三通换向阀14均是现有的三通换向阀，具体结构和工作原理在此不再赘述；实际操作中，前述的出水三通换向阀12和进水三通换向阀14还可替换为常规的四通阀、五通阀等，能够实现水流方向的切换即可。
本实施例中，多级电解装置中配置有电源，每个长条式电解管筒1上分别配置一独立的电源，或者根据电源的设置对几个电解单元100集成供电，或者多级电解装置中全部长条式电解管筒1共用一套电源。
下面结合示例，对上述多级电解装置200的工作原理作具体说明。
(一)处理镀铬废水，其中镀铬废水含六价铬35mg/L，COD(化学需氧量)值为258，pH值为4，日处理量为50吨，日处理时间16小时。
每个电解单元100内采用长方体结构的长条式电解管筒1，其尺寸可为长600mm、宽200mm、高100mm，将40个内装铁板电极的电解单元100和20个内装非溶解性电极板(如钛板)的电解单元100串联成为多级电解装置200；多个电解单元100连接集成为多级电解装置200，设置每块电极板2的电流密度为0.05A/cm2，调节节流阀(即出水控制阀门8)流速为52L/min。然后让镀铬废水从多级电解装置200中通过，即可将该废水处理完成，废水中的六价铬和COD值均达到一级A标排放标准。
(二)处理垃圾渗滤液，其COD(化学需氧量)值为10050，含氨氮356mg/L，pH值为6，日处理量为100吨。采用电解+软化+反渗透+蒸发工艺处理，电解处理的目的是首先削减原液COD值的90％～95％。
每个电解单元100内采用长方体结构的长条式电解管筒1，其尺寸可为长600、宽200、高100，每个长条式电解管筒1内均装有非溶解性电极板(如钛板)；利用上述电解单元100集成独立运行的多级电解装置200两组，两组多级电解装置200同时工作，且每组多级电解装置200的处理量为50吨，两组电解装置200合计日处理量为100吨。每组多级电解装置200包括50个电解单元100，每组多级电解装置200中节流阀(即出水控制阀门8)流速均为50L/min～55L/min，设置每块电极板2的电流密度为0.05A/cm2。处理工艺为，首先将渗滤液沉淀取上清液泵入多级电解装置200进行电解，然后沉淀电解液得到上清液，软化上清液得到二次上清液，此时二次上清液的COD下降为500～1000，清澈无色透明，再将二次上清液进行反渗透过滤处理，通过率可达约75％，而反渗透过滤后的浓液，可以通过循环水进水管路11、循环水暂存装置10和循环水出水管路13再回多级电解装置200进行二次电解处理，进一步削减浓液COD后重新进入反渗透过滤，以此种方法处理可以处理掉垃圾渗滤液COD值的90％～95％，达标排放。最后剩下的浓缩液主要成分为盐，通过蒸发浓缩为固体盐作为工业原料。可见上述多级电解装置200可大量高效除去渗滤液的COD，在整个工艺中起了决定性的作用。
(三)处理机械切削液，该切削液的COD(化学需氧量)值为750，pH值为6.6～7，SS值(SS表示液体中悬浮的固体颗粒总量)为120，日处理量为5吨，处理空间仅为5m2。
每个电解单元100内采用长方体结构的长条式电解管筒1，其尺寸可为长600、宽300、高200，将1个内装铁板电极板的电解单元100和6个内装非溶解性电极板(如钛板)的电解单元100串联形成多级电解装置200，其中，每个长条式电解管筒1均竖向布置，设置铁板电极板上的电流密度为0.02A/cm2～0.04A/cm2，设置非溶解性电极板(如钛板)上的电流密度为0.05A/cm2～0.07A/cm2。当集成的多级电解装置200充满废切削液时，采用上述的第二种水处理运行模态对废切削液进行循环处理，运行4～8分钟，即处理好，放出循环处理的电解液体转入下道工序即可。
由此可见，本技术方案的多级电解装置因水在集成的连通长管道内迅速流动，能及时消除因电化学反应形成的浓度极化，带走位于极板面的电化学产物和电解产生的气体，并使因电解产生的氧化剂还原剂迅速与污染物接触，防止因电泳现象使水中带电荷污染物在极板表面富集和粘附，使反应效率大幅度提高，和传统电化学处理效率比较提高8～15倍，并能使电化学反应长期稳定进行。
本技术方案的多级电解装置采用单元制造、集成使用的方式，可以非常灵活的根据处理废水的种类、处理量、处理达标要求等因素设计集成规模；而且制造与安装使用过程非常容易实现标准化，并大幅度的降低制造安装成本。
本技术方案的多级电解装置，可以每个电解单元配置独立电源或者设计几个电解单元共用一个电源；每个电源均可独立设置和调节电源参数，这样在保证达成处理效果前提下可以最大限度的发挥电能效率，这为处理过程中功率的调节与控制带来了极大的方便性，并节约电能。
本技术方案的多级电解装置，在尾端出水管路7上装有节流阀(即出水控制阀门8)，可以调节控制水在集成装置(即连通长管道)内的流速或流量，从而控制水在装置内的停留时间，使电解水达到需要的电解处理强度效果。
本技术方案的多级电解装置，实现了两种模态的处理，既可以实现单一的进出模态，也可以通过三通换向阀的设置，使进入多级电解装置的水在装置内自动循环处理，使处理效果倍增，这特别适合高COD、高重金属含量、高化学污染物的废水处理。另外，采用第二种循环模态运行，可在需要特定小空间处理时，有效的缩小装置体积，扩大电解装置的适用范围。
本技术方案的多级电解装置，个别电解单元的失效可以实现报警通知，并不会严重影响电解效果；同时，各电解单元优选采用可拆卸的方式连接，设备维护时，仅撤换损坏的电解单元即可，检修容易快速，维修成本达到最少。
实施例三
本实施例提出一种多级电解装置200，其与实施例二的区别在于：多级电解装置200中的任意一长条式电解管筒1均竖直布置。并且本实施例中，多个竖直布置的长条式电解管筒1无法实现直接对接，其是依次通过连接管路16首尾连接形成连通长管路，作为优选方式，连通长管路中多个长条式电解管筒1的进水端3和出水端4，沿连通长管路的长度延伸方向上下交错布置，即第奇数个长条式电解管筒1的进水端3朝上，第偶数个长条式电解管筒1的进水端3朝下，相邻长条式电解管筒1之间的进水端3和出水端4通过弯曲的连接管路16连接。连通长管路的进水端3连接进水管路5，进水管路5上设置水泵和进水控制阀门6；连通长管路的出水端4连接出水管路7，出水管路7上设置出水控制阀门8。
除上述长条式电解管筒1的设置方向、布置形式以及相邻长条式电解管筒1之间的连接方式不同于实施例二，本实施例的其他结构，比如循环处理组件的结构组成、设置形式以及工作原理，电源的配置方式，以及整个多级电解装置200的工作方式和技术效果均与实施例二相同，可参见实施例二，在此不再赘述。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电解单元，其特征在于，包括：
长条式电解管筒，所述长条式电解管筒沿长度方向的两端分别设置为进水端和出水端；
电极板，所述电极板设置于所述长条式电解管筒内；所述电极板沿所述长条式电解管筒的长度方向布置，且所述电极板的两端分别与所述进水端和所述出水端相接；所述电极板在所述长条式电解管筒内间隔均匀设置多块；
水流控制装置，所述水流控制装置与所述长条式电解管筒相连，其能够将位于任意相邻两所述电极板之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
2.根据权利要求1所述的电解单元，其特征在于，所述长条式电解管筒内的所述电极板的材质不完全相同。
3.根据权利要求1或2所述的电解单元，其特征在于，所述水流控制装置包括水泵和进水控制阀门，所述水泵通过所述进水控制阀门与所述进水端连接，以向所述长条式电解管筒内引入待处理水；所述水泵或所述进水控制阀门能够将所述待处理水的流动速度控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
4.根据权利要求3所述的电解单元，其特征在于，所述水流控制装置还包括出水控制阀门，所述出水控制阀门连接于所述出水端，其能够通过调控所述出水端的出水流量，调节所述待处理水在所述长条式电解管筒内的停留时间。
5.一种多级电解装置，其特征在于，包括水流控制装置和由多个电解单元首尾串联形成的电解总成，其中，任意一所述电解单元均包括：
长条式电解管筒，所述长条式电解管筒水平布置，所述长条式电解管筒沿长度方向的两端分别设置为进水端和出水端；
电极板，所述电极板设置于所述长条式电解管筒内；所述电极板沿所述长条式电解管筒的长度方向布置，且所述电极板的两端分别与所述进水端和所述出水端相接；所述电极板在所述长条式电解管筒内间隔均匀设置多块；
所述水流控制装置与所述电解总成相连，其能够将位于任意相邻两所述电极板之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
6.根据权利要求5所述的多级电解装置，其特征在于，任意一所述长条式电解管筒的所述进水端和所述出水端均设置有连接端面，多个所述长条式电解管筒通过所述连接端面依次首尾对接形成连通长管路；所述连通长管路的所述进水端连接进水管路，所述连通长管路的所述出水端连接出水管路；
所述水流控制装置包括水泵、进水控制阀门和出水控制阀门，所述水泵和所述进水控制阀门设置于所述进水管路上，所述出水控制阀门设置于所述出水管路上。
7.根据权利要求6所述的多级电解装置，其特征在于，还包括循环处理组件，所述循环处理组件包括：
循环水暂存装置；
循环水进水管路，所述循环水进水管路的一端通过出水三通换向阀与所述出水管路连接，另一端与所述循环水暂存装置连接，以向所述循环水暂存装置内引入待循环处理水；
循环水出水管路，所述循环水出水管路的一端与所述循环水暂存装置连接，另一端通过进水三通换向阀与所述进水管路连接，所述循环水出水管路上设置有循环水泵，以将所述循环水暂存装置内的待循环处理水引入所述连通长管路内。
8.一种多级电解装置，其特征在于，包括水流控制装置和由多个电解单元首尾串联形成的电解总成，其中，任意一所述电解单元均包括：
长条式电解管筒，所述长条式电解管筒竖直布置，所述长条式电解管筒沿长度方向的两端分别设置为进水端和出水端；
电极板，所述电极板设置于所述长条式电解管筒内；所述电极板沿所述长条式电解管筒的长度方向布置，且所述电极板的两端分别与所述进水端和所述出水端相接；所述电极板在所述长条式电解管筒内间隔均匀设置多块；
多个所述长条式电解管筒通过连接管路依次首尾连接形成连通长管路；所述水流控制装置与所述连通长管路相连，其能够将位于任意相邻两所述电极板之间的水流速度均控制在0.25米/秒～0.8米/秒。
9.根据权利要求8所述的多级电解装置，其特征在于，所述连通长管路中多个所述长条式电解管筒的所述进水端和所述出水端，沿所述连通长管路的长度延伸方向上下交错布置；所述连通长管路的所述进水端连接进水管路，所述连通长管路的所述出水端连接出水管路；所述水流控制装置包括水泵、进水控制阀门和出水控制阀门，所述水泵和所述进水控制阀门设置于所述进水管路上，所述出水控制阀门设置于所述出水管路上。
10.根据权利要求9所述的多级电解装置，其特征在于，还包括循环处理组件，所述循环处理组件包括：
循环水暂存装置；
循环水进水管路，所述循环水进水管路的一端通过出水三通换向阀与所述出水管路连接，另一端与所述循环水暂存装置连接，以向所述循环水暂存装置内引入待循环处理水；
循环水出水管路，所述循环水出水管路的一端与所述循环水暂存装置连接，另一端通过进水三通换向阀与所述进水管路连接，所述循环水出水管路上设置有循环水泵，以将所述循环水暂存装置内的待循环处理水引入所述连通长管路内。
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