CN116199310A - 一种卧式全自动可承压电化学水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式全自动可承压电化学水处理装置及方法，包括：反应槽，内部设置多个阴极板和多个阳极板，阳极板和阴极板间隔设置，每块所述阴极板的两个侧面设置刮垢装置；集水器，设置在反应槽的上方，所述集水器上设置多个集水管，集水管分布在阴极板两端上方位置，每块阴极板对应两个集水管的集水口；排污斗，设置在反应槽的下方，与反应槽连通，所述排污斗的截面为倒梯形，所述排污斗的底部设置排污出口和进水口；本发明通过在反应槽上部设置集水器，强制将进入反应槽的待处理废水均匀地分布在每个反应腔内，提高废水处理效率，通过在反应槽的下部设置排污斗，为电解槽提供水质、水量稳定的废水，进一步提高废水处理效果。

Description

一种卧式全自动可承压电化学水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及电化学水处理领域，具体涉及一种卧式全自动可承压电化学水处理装置及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

废水电解处理法是指应用电解的机理，使原废水中有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应转化成为无害物质以实现废水净化的方法。电解槽内装有极板，一般用普通钢板制成。电解槽按极板联接电源方式分单极性和双极性两种。通电后，在外电场作用下，阳极的附近生成Cl₂以及H₂O₂等酸性物质，使得阳极的附近为酸性区域，而阴极的附近便会生成CO₃ ^2-和OH^-，使得阴极的附近为碱性区域。其中钙和镁离子经过该碱性区域时就会快速生成碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等水垢沉淀物和部分黏泥被吸附在阴极上，使钙镁离子形成固体沉淀。

现有的电化学处理装置在处理水垢时采用刮刀将阴极板上的水垢刮除，同时进行反冲洗排垢，排出泥水混合物，此时需要大量的水资源，造成了浪费，泥水混合物也需要另建沉淀池进行沉淀，增加了成本；另外，现有的电化学装置排水管在水箱上的高度一定，水箱内的液位超过排水管的位置之后，水箱内的水便会从排水管中排出，这导致从排水管排出的水中存在未经过电化学处理的水，影响对污水处理的效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种卧式全自动可承压电化学水处理装置及方法，能够提高废水处理效率，减少水资源的浪费。

本发明的技术方案如下：

在本发明的第一方面，提供了一种卧式全自动可承压电化学水处理装置，包括：

反应槽，内部设置多个阴极板和多个阳极板，阳极板和阴极板间隔设置，每块所述阴极板的两个侧面设置刮垢装置；

集水器，设置在反应槽上部盖板的上方，所述集水器上设置多个集水管，集水管分布在阴极板两端上方位置，每块阴极板对应两个集水管的集水口；

储气舱，设置在反应槽内部的上方，集水管由上部盖板向下延伸，在反应槽内形成一个储存电解废气的舱室，储存的废气由自动排气阀排出；

排污斗，设置在反应槽的下方，与反应槽连通，所述排污斗的截面为倒梯形，所述排污斗的底部设置排污出口和进水口。

在本发明的一些实施方式中，所述刮垢装置包括多个刮刀组，刮刀组为两个相对设置的刮刀，每个刮刀组的两个刮刀之间为阴极板，且所述两个刮刀与阴极板的壁面接触。

在本发明的一些实施方式中，所述刮刀组上下设置两层，并通过刮刀串联轴进行串联。

在本发明的一些实施方式中，所述刮垢装置的两端与液压油缸相连，在液压油缸的驱动下，刮刀沿着阴极板的壁面上下移动。

在本发明的一些实施方式中，所述集水器上设置一个出水口，出水口处安装出水电动阀。

在本发明的一些实施方式中，所述反应槽上部盖板上设置两个排气口，排气口处安装自动排气阀。

在本发明的一些实施方式中，所述排污出口处设置排污电动阀。

在本发明的一些实施方式中，进水口与进水管道相连，所述进水管道上设置进水电动阀，所述进水管道与排水管道并联设置，所述排水管道上设置排水电动阀。

在本发明的一些实施方式中，集水器的出水管道上还设置有水质检测仪，所述水质检测仪与控制器相连。

在本发明的第二方面，提供了一种电化学水处理方法，包括以下步骤：

打开进水电动阀，废水先入排污斗进行缓冲，然后进入反应槽的极板反应区；

在集水器的作用下，水流在反应槽内强制均匀分配到每个反应腔室；

处理完成的废水从集水器的出水口排出；

关闭进水电动阀和出水电动阀，打开排水电动阀，排水完毕；

打开污电动阀，通过液压油缸带动刮垢装置，将各种杂质通过排污斗排至装置外部；

进一步地，还包括控制器根据水质检测仪的检测结果控制进水电动阀和出水电动阀的开启和关闭。

本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明的卧式全自动可承压电化学水处理装置，在反应槽上部盖板处设置集水器，将集水器的集水管与反应槽内的阴极板对应设置，集水管向反应槽内部延伸，在反应槽上部形成一个储气仓，由盖板顶部的排气阀将反应过程中的废气排出，使待处理废水均经过阴极板的碱性区域，废水中的钙和镁离子生成碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等水垢沉淀物和部分黏泥吸附在阴极上，实现了对废水的处理，提高了废水处理效率。

(2)本发明的卧式全自动可承压电化学水处理装置，在反应槽的下部设置排污斗，排污斗不仅能起到排污的作用，还能使待处理废水先入排污斗进行缓冲，然后再进入电解槽进行电化学处理，为电解槽提供水质、水量稳定的废水，有利于提高废水处理效果。

(3)本发明的卧式全自动可承压电化学水处理装置，设置刮垢装置，通过液压油缸带动刮垢装置，将各种杂质通过排污斗排至装置外部，实现了阴极板的自动除垢。

(4)本发明的电化学水处理方法，由于电化学处理装置结构的特殊设计，可以实现排水后再进行刮垢，排垢后再进水反冲，减少了水资源的浪费，进水反冲排出的杂质中含水量小，无需额外的设备在再进行处理，降低了成本。

附图说明

图1为本发明的卧式全自动可承压电化学水处理装置的正视图；

图2为本发明的卧式全自动可承压电化学水处理装置的侧视图；

图3为本发明的卧式全自动可承压电化学水处理装置的俯视图；

图4为本发明的集水器与阴极板的位置示意图；

图5为本发明的液压油缸与刮垢装置的示意图；

图6为本发明的阴极板与刮垢装置的示意图。

图中：1、反应槽；2、排污斗；3、集水器；31、集水管；4、出水电动阀；5、液压油缸；6、阴极板；7、排水电动阀；8、进水电动阀；9、排污电动阀；10、阳极板；11、刮垢装置；12、设备间；13、控制柜；14、自动排气阀。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-4所示，提出一种卧式全自动可承压电化学水处理装置，包括，反应槽1、排污斗2和集水器3，其中，集水器3设置在反应槽1的上方，排污斗2设置在反应槽的下方。

反应槽1为封闭式箱体结构，用于对废水进行电化学处理，反应槽1的内部设置多个阴极板6和多个阳极板10，阴极板和阳极板在竖直方向上垂直设置在反应槽1的内部，阳极板10和阴极板6间隔设置，即每两块阴极板之间设置一块阳极板，每两块阳极板之间设置一块阴极板，阴极板和阳极板的数量相适应；阴极板的两个侧面设置刮垢装置11。

刮垢装置11的结构如图5和图6所示，所述刮垢装置包括多个刮刀组，刮刀组为两个相对设置的刮刀，每个刮刀组的两个刮刀之间为阴极板，且所述两个刮刀与阴极板的壁面接触，即刮刀组的两个刮刀的刀刃朝向阴极板两侧的壁面，刮刀组的数量与阴极板的数量相对应；进一步地，所述刮刀组上下设置两层，并通过刮刀串联轴进行串联，所述刮垢装置的左右两端与液压油缸相连，在液压油缸的驱动下，刮刀沿着阴极板的壁面上下移动，实现将阴极板两壁面的污垢刮除；通过将刮刀组设置为上下两层，可以对阴极板上的污垢进行二次刮除，提高了除垢效率。

在本实施例中，刮刀采用高锰钢或碳化钨基硬质合金，高锰钢是典型的抗磨钢，耐磨性质良好，在长期使用下依旧与阴极板贴合。

集水器3用于将反应槽1电化学处理完成的水排出反应槽1，所述集水器上设置多个集水管31，集水管穿过反应槽的盖板向反应槽内部延伸，集水管分布在阴极板两端上方位置，每块阴极板对应两个集水管的集水口，在集水器的作用下，强制将进入反应槽的待处理废水均匀地分布在每个反应腔内，增加电极反应的时间，提高废水处理效率；所述集水器上设置一个出水口，出水口处安装出水电动阀4，将集水器内部收集的处理过的水排出。

由于现有的电化学装置仅在反应槽上设置一个排水管，通过排水管将反应槽内的水排出，排水管在水箱上的高度一定，水箱内的液位超过排水管的位置之后，水箱内的水便会从排水管中排出，导致废水可能未经过阴极板的碱性区域就直接从反应槽中排出，排出的水可能是处理过的水和待处理废水的混合，导致废水处理效果较差；通过设置集水器，将集水器的集水管对应阴极板处理后的废水进行收集，使待处理废水均经过阴极板的碱性区域，废水中的钙和镁离子生成碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等水垢沉淀物和部分黏泥吸附在阴极上，实现了对废水的处理，提高了废水处理效率。

在本实施例中，储气舱设置在反应槽内部的上方，集水管由上部盖板向下延伸，在反应槽内形成一个可以储存电解废气的舱室，储存的废气由自动排气阀14排出，具体地，在反应槽上部盖板上设置两个排气口，排气口处安装自动排气阀14，将电解产生的废气排出。

排污斗2设置在反应槽的下方，与反应槽连通，所述排污斗2的截面为倒梯形，所述排污斗的底部设置排污出口和进水口，所述排污出口处设置排污电动阀9，刮垢装置在液压油缸的驱动下将阴极板上的污垢刮除，污垢掉落在排污斗内，通过打开排污电动阀将污垢排出排污斗；进水口与进水管道相连，所述进水管道上设置进水电动阀10，所述进水管道与排水管道并联设置，所述排水管道上设置排水电动阀7；进水口同时也作为排水口使用，当打开进水电动阀关闭排水电动阀时，废水可以进入排污斗，然后进入反应槽进行电化学处理，当打开排水电动阀关闭进水电动阀时，可以将排污斗内的水排出。

通过将排污斗的截面设置成倒梯形，有利于污垢从排污斗底部的排污出口排除，排污斗不仅能起到排污的作用，还能使待处理废水先入排污斗进行缓冲，然后再进入电解槽进行电化学处理，由于废水具有不稳定性，不同工艺产生的废水水质、水量变化大，通过排污斗的设置为废水提供一个缓冲的空间，使进入电解槽的水质、水量稳定，有利于提高废水处理效果。

在本实施例中，电化学水处理装置上还设置有设备间12和控制柜13，通过控制柜内的控制器对进水电动阀、出水电动阀、排水电动阀、排污电动阀的开启和关闭进行控制；同时，当阴极板上污垢附着量较多时，控制液压油缸带动刮垢装置沿着阴极板的壁面上下移动，将阴极板上的污垢刮除，控制柜内设置S485、WIFI无线接口，可实现远程操作及无线终端实时的数据监测，该电化学水处理装置可以实现全自动化运行。

集水器的出水管道上还设置有水质检测仪，所述水质检测仪与控制器相连，水质检测仪内设置有水质检测模块，水质检测模块包括pH值传感器、浊度传感器、电导率传感器以及溶解氧传感器中的任意一种或者几种组合，其中，pH值传感器用于检测饮用水的pH值，浊度传感器用于检测饮用水的浊度，电导率传感器用于检测饮用水的电导率，溶解氧传感器用于检测饮用水的含氧量。水质检测仪将检测的水质信息的信号传送给控制器，控制器内设置pH值、浊度、电导率以及含氧量的阈值，控制器将检测的水质信息与设定的阈值进行比较，根据比较结果来实现对进水电动阀和出水电动阀的控制。

在本实施例中，装置整体为密封设计，可承受0.2MP以上。

本实施例的电化学处理装置的运行过程如下：

装置的运行时，水流采用低进高出的运行方式，由装置下部的进水电动阀8进入排污斗2对进水进行缓冲，然后进入反应槽1的极板反应区，在集水器3的作用下，水流在反应槽1内强制均匀分配到每个反应腔室，增加电极反应的时间，加大处理效率，最终由集水器上的出水口流出。水流在经过反应槽时在电流的作用下，会将钙镁离子还原到阴极板上，当附着到一定量时，通过PLC控制：关闭进水电动阀8和出水电动阀4，打开排水电动阀7，排水完毕，打开排污电动阀9，通过液压油缸5带动刮垢装置11，将各种杂质通过排污斗2排至装置外部，不需要反冲洗和沉淀处理，排污完成自动复位按设定的程序自动运行。

在装置的运行过程中，集水器出水管道上的水质检测仪实时监测，并把水质信息信号传递给控制器，当检测的pH值、浊度、电导率、含氧量超过设定的阈值时，控制器控制出水电动阀和进水电动阀关闭，以增加水在反应槽内的处理时间，当检测的pH值、浊度、电导率、含氧量小于或等于设定的阈值时，控制器控制出水电动阀和进水电动阀开启，继续进行进水和排水过程。

实施例2

本发明的一种典型的实施方式中，提出一种电化学水处理方法，包括以下步骤：

打开进水电动阀，废水先入排污斗进行缓冲，然后进入反应槽的极板反应区；

在集水器的作用下，水流在设备内强制均匀分配到每个反应腔室；

处理完成的废水从集水器的出水口排出；

关闭进水电动阀和出水电动阀，打开排水电动阀，排水完毕；

打开污电动阀，通过液压油缸带动刮垢装置，将各种杂质通过排污斗排至装置外部；

进一步地，还包括控制器根据水质检测仪的检测结果控制进水电动阀和出水电动阀的开启和关闭。

现有设备刮垢时是不排水刮垢，用设备里的水进行反冲排垢，排出的是泥水混合物，水的比例是需要去除杂质的5-10倍，泥水混合物需要另建沉淀池进行沉淀，沉淀池也需要排水泵，还需要及时清理池底的杂质，费时费力。本发明采用排水后刮垢，排垢后再进水反冲，杂质含水量比市场上的设备少300％-500％，大大减少水资源的浪费。另外，通过采用双层滤网式储垢仓，杂质中的水分有滤网滤除，清理时大大减少劳动强度。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，包括：

反应槽，内部设置多个阴极板和多个阳极板，阳极板和阴极板间隔设置，每块所述阴极板的两个侧面设置刮垢装置；

集水器，设置在反应槽的上方，所述集水器上设置多个集水管，集水管分布在阴极板两端上方位置，每块阴极板对应两个集水管的集水口；

储气舱，设置在反应槽内部的上方，集水管由上部盖板向下延伸，在反应槽内形成一个储存电解废气的舱室，储存的废气由自动排气阀排出；

排污斗，设置在反应槽的下方，与反应槽连通，所述排污斗的截面为倒梯形，所述排污斗的底部设置排污出口和进水口。

2.如权利要求1所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，所述刮垢装置包括多个刮刀组，刮刀组为两个相对设置的刮刀，每个刮刀组的两个刮刀之间为阴极板，且所述两个刮刀与阴极板的壁面接触。

3.如权利要求2所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，所述刮刀组上下设置两层，并通过刮刀串联轴进行串联。

4.如权利要求2所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，所述刮垢装置的两端与液压油缸相连，在液压油缸的驱动下，刮刀沿着阴极板的壁面上下移动。

5.如权利要求1所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，所述集水器上设置一个出水口，出水口处安装出水电动阀。

6.如权利要求1所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，所述反应槽上部盖板上设置两个排气口，排气口处安装自动排气阀。

7.如权利要求1所述的卧式全自动电化学水处理装置，其特征在于，所述排污出口处设置排污电动阀。

8.如权利要求1所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，进水口与进水管道相连，所述进水管道上设置进水电动阀，所述进水管道与排水管道并联设置，所述排水管道上设置排水电动阀。

9.如权利要求5所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置，其特征在于，集水器的出水管道上还设置有水质检测仪，所述水质检测仪与控制器相连。

10.一种电化学水处理方法，采用权利要求1-9任一项所述的卧式全自动可承压电化学水处理装置来实现，其特征在于，包括以下步骤：

打开进水电动阀，废水先入排污斗进行缓冲，然后进入反应槽的极板反应区；

在集水器的作用下，水流在反应槽内强制均匀分配到每个反应腔室；

处理完成的废水从集水器的出水口排出；

关闭进水电动阀和出水电动阀，打开排水电动阀，排水完毕；

打开污电动阀，通过液压油缸带动刮垢装置，将各种杂质通过排污斗排至装置外部；

进一步地，还包括控制器根据水质检测仪的检测结果控制进水电动阀和出水电动阀的开启和关闭。

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