CN117486321B - 一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法，属于污水处理技术领域，包括电解槽以及位于电解槽内的阳极板和阴极板，所述电解槽的内壁上开设有多个放置槽，所述阳极板和阴极板与滑动安装在放置槽内，所述电解槽底壁内表面的一侧安装有沉淀物收集槽，所述沉淀物收集槽位于阴极板的下方，所述沉淀物收集槽的底部连接有排污管，且所述排污管上安装有阀门；本发明在对污水进行电解处理时，有效地对污水的pH进行调节，提高出水水质，并且对产生的沉淀进行收集处理，保证电解效果。

Description

一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法。

背景技术

电解污水处理法，即电化学催化氧化技术是将电能转化成化学能使电解槽内电极附近产生氧化还原反应，从而使废水得以净化的过程。其原理是利用阳极的吸电子效应来氧化废水中的污染物，这种水处理法的优点是：不产生二次污染，不耗费大量化学药剂，操作简易，管理方便，占地面积小。

经检索发现，公开号为CN214004383U的专利公开了一种太阳能微电解污水处理装置，包括底座、过滤池、进水管、处理槽、电解槽、防堵塞过滤装置、微生物处理装置和电解装置，所述过滤池设于底座上，所述进水管设于过滤池顶壁上，所述处理槽设于底座上，所述电解槽设于底座上，所述防堵塞过滤装置设于过滤池内，所述微生物处理装置设于处理槽内，所述电解装置设于电解槽内；

但是上述专利仍然存在一些不足：上述专利未设置调节pH装置，进水pH是否为电解最适pH将直接影响污水的处理效果；未解决阴极产生的沉淀物的收集问题，阴极处还原形成沉淀容易堆积在电解槽内，后续清理不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法，解决以下技术问题：现有的电解污水处理未设置调节pH装置，未解决阴极产生的沉淀物收集问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法，包括电解槽以及位于电解槽内的阳极板和阴极板，所述电解槽的内壁上开设有多个放置槽，所述阳极板和阴极板与滑动安装在放置槽内，所述电解槽底壁内表面的一侧安装有沉淀物收集槽，所述沉淀物收集槽位于阴极板的下方，所述沉淀物收集槽的底部连接有排污管，且所述排污管上安装有阀门；

还包括太阳能电力系统，所述太阳能电力系统由控制柜、太阳能板、蓄电池组成，所述控制柜通过电路线分别与阳极板和阴极板连接，太阳能板将太阳能转换成电能储存在蓄电池中，由控制柜控制将电能通过线路运输至处理单元各个部件；

所述电解槽的侧壁上设置有进水口，所述进水口内设置有新型长方体复合材料模块，所述新型长方体复合材料模块由铁、铜、锌、碳组成，且新型长方体复合材料模块由电气控制系统连接蓄电池，蓄电池向新型长方体复合材料模块提供12—48V直流电。

作为本发明进一步的方案：所述电解槽的顶壁的内表面设置有挡板，所述电解槽顶壁的一侧连接有氢气传输管道，另一侧连接有排气管，所述氢气传输管道的一端连接有氢气储罐，且多少氢气传输管道上安装有氢气传感器，所述电解槽的底壁上安装有搅拌机，所述电解槽底壁的一侧连接有排液管，所述排液管上安装有阀门。

作为本发明进一步的方案：所述电解槽的两侧内壁之间固定有两根导向辊，两根所述导向辊上设置有第一拉绳，所述第一拉绳的两端分别连接有第一清理机构和第二清理机构，所述第一清理机构和第二清理机构结构相同，用于清理阴极板两侧壁上附着的杂质，所述电解槽的底部还设置有驱动机构，用于驱动第一清理机构和第二清理机构移动。

作为本发明进一步的方案：所述第一清理机构包括安装板，所述安装板的顶部与第一拉绳的一端连接，所述安装板的下表面对称固定有两根第一安装杆，两根所述第一安装杆之间转动安装有刮板，所述安装板的下表面对称固定有第二安装杆，两根所述第二安装杆相靠近的侧壁上均开设有凹槽，所述凹槽内连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端连接有圆头卡块，所述刮板的两侧壁上均开设有卡孔，所述圆头卡块与卡孔相配合，用于固定刮板的角度。

作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括安装在电解槽外壁的驱动电机以及转动安装在电解槽内壁上的转动辊，所述驱动电机的输出轴与转动辊连接，所述转动辊的两端分别缠绕有第二拉绳和第三拉绳，所述第二拉绳的一端与第一清理机构固定连接，所述第三拉绳的一端与第二清理机构固定连接，所述电解槽的内壁上还固定有四根固定轴，所述第一拉绳、第二拉绳和第三拉绳的尺寸相同。

作为本发明进一步的方案：所述第一拉绳、第二拉绳和第三拉绳的外部均套设有刮除机构，所述刮除机构通过固定杆固定在电解槽的内壁上，所述刮除机构包括安装框，所述安装框的两侧内壁上均固定有横杆，所述横杆上活动设置有活动杆，两根所述活动杆的一端共同固定有锥形的刮除块，所述刮除块上开设有通孔。

作为本发明进一步的方案：所述安装框的两侧内壁上均固定有支撑杆，所述支撑杆的一端转动安装有转轴，所述转轴上固定有第一转动盘和第二转动盘，所述第二转动盘的侧壁沿圆周方向固定有多个弧形推块，所述活动杆的底部与弧形推块接触，所述活动杆上套装有第二弹簧，所述第二弹簧的一端连接刮除块，另一端连接横杆。

作为本发明进一步的方案：所述活动杆的底端对称安装有限位块。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过设置沉淀物收集槽，可以收集在阴极附近还原所产生的沉淀，并且进水口处设置有新型长方体复合材料模块，由于模块内存在铁碳等电化学反应物质以及铜锌等催化物质，因此在水中一定pH环境下可产生微电解反应，在微电解反应条件下，污水在铁碳两极之间会产生大量的羟基自由基，污水中的有机物在羟基自由基氧化还原作用下得以高效降解。同时铁碳微电解反应所产生的氢氧根离子会与水中氢离子中和，从而起到pH调节作用，污水通过模块时会产生高效的微电解氧化还原反应，进一步去除污染物质，提高出水水质，并被调节pH以达到稳定运行目的；

（2）本发明通过设置挡板，目的是为防止阳极和阴极产生的气体混合，提高后续氢气收集纯度，阴极处的氢气通过氢气储罐进行收集，阳极处产生的氧气通过排气管自由溢出；

（3）本发明通过设置第一清理机构和第二清理机构，部分杂质会附着在阴极板上，第一清理机构和第二清理机构配合，同时通过驱动机构，将阴极板两侧的杂质刮除，刮下的杂质通过沉淀物收集槽排出，有效保证阴极板的使用效果；

（4）本发明通过设置刮除机构，可将第一拉绳、第二拉绳和第三拉绳上附着的杂质刮除，从而保证第一清理机构和第二清理机构的运行效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图；

图3是本发明第一清理机构、第二清理机构和转动辊的结构示意图；

图4是本发明第一清理机构的结构示意图；

图5是本发明刮板的结构示意图；

图6是本发明第二安装杆的结构示意图；

图7是本发明刮除机构的立体结构示意图；

图8是本发明刮除机构的剖视图。

图中：1、电解槽；2、阳极板；3、阴极板；4、电路线；5、控制柜；6、蓄电池；7、太阳能板；8、搅拌机；9、沉淀物收集槽；10、排污管；11、挡板；12、氢气传输管道；13、氢气储罐；14、氢气传感器；15、排气管；16、进水口；17、导向辊；18、第一拉绳；19、第一清理机构；1901、安装板；1902、第一安装杆；1903、刮板；1904、第二安装杆；1905、凹槽；1906、第一弹簧；1907、圆头卡块；1908、卡孔；20、第二清理机构；21、驱动电机；22、转动辊；23、第二拉绳；24、第三拉绳；25、固定轴；26、刮除机构；2601、安装框；2602、横杆；2603、刮除块；2604、通孔；2605、支撑杆；2606、活动杆；2607、第二弹簧；2608、转轴；2609、第一转动盘；2610、第二转动盘；2611、弧形推块；27、固定杆。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本发明为一种太阳能动力电极氧化净水装置及其使用方法，包括电解槽1以及位于电解槽1内的阳极板2和阴极板3，电解槽1的内壁上开设有多个放置槽，阳极板2和阴极板3与滑动安装在放置槽内，电解槽1底壁内表面的一侧安装有沉淀物收集槽9，沉淀物收集槽9位于阴极板3的下方，沉淀物收集槽9的底部连接有排污管10，且排污管10上安装有阀门；还包括太阳能电力系统，太阳能电力系统由控制柜5、太阳能板7、蓄电池6组成，控制柜5通过电路线4分别与阳极板2和阴极板3连接，太阳能板7将太阳能转换成电能储存在蓄电池6中，由控制柜5控制将电能通过线路运输至处理单元各个部件；电解槽1的侧壁上设置有进水口16，进水口16内设置有新型长方体复合材料模块，新型长方体复合材料模块由铁、铜、锌、碳组成，且新型长方体复合材料模块由电气控制系统连接蓄电池6，蓄电池6向新型长方体复合材料模块提供12—48V直流电；将污水通过进水口16送入电解槽1内，进水口16内设置有新型长方体复合材料模块，由于模块内存在铁碳等电化学反应物质以及铜锌等催化物质，因此在水中一定pH环境下可产生微电解反应，在微电解反应条件下，污水在铁碳两极之间会产生大量的羟基自由基，污水中的有机物在羟基自由基氧化还原作用下得以高效降解。同时铁碳微电解反应所产生的氢氧根离子会与水中氢离子中和，从而起到pH调节作用，污水通过模块时会产生高效的微电解氧化还原反应，进一步去除污染物质，提高出水水质，并被调节pH以达到稳定运行目的，复合材料模块提供12-48直流电采用的是太阳能发电储存于蓄电池中的直流电，铁碳两种材料在水中的电位差是1.2V左右，通过增加直流电强化铁碳之间的微电解反应强度与效率。经测试，电压在12—48V条件下，复合材料模块内微电解反应对有机物的去除率可达20%—30%，由于模块的存在以及直流电强化微电解反应，在有效降解污水中有机污染物的同时，可有效提供反应器内微生物反应活性，促进微生物的繁殖与淘汰效率，并进而提升整个污水处理过程的效率。

参阅图1，电解槽1的顶壁的内表面设置有挡板11，电解槽1顶壁的一侧连接有氢气传输管道12，另一侧连接有排气管15，氢气传输管道12的一端连接有氢气储罐13，且多少氢气传输管道12上安装有氢气传感器14，电解槽1的底壁上安装有搅拌机8，电解槽1底壁的一侧连接有排液管，排液管上安装有阀门；在电解时阳极处产生氧气，阴极处产生氢气，通过设置挡板11，避免氧气与氢气接触而产生危险，氧气通过排气管15自由溢出，氢气通过氢气传输管道12进入氢气储罐13内收集，处理后的污水通过排液管排出。

实施例2

阴极作为沉淀主要发生处，阴极板3上也会附着一定的沉淀，不仅会增加能耗，而且影响了处理效果，为了保证处理效果，本实施例中，参阅图2-6所示，电解槽1的两侧内壁之间固定有两根导向辊17，两根导向辊17上设置有第一拉绳18，第一拉绳18的两端分别连接有第一清理机构19和第二清理机构20，第一清理机构19和第二清理机构20结构相同，用于清理阴极板3两侧壁上附着的杂质，电解槽1的底部还设置有驱动机构，用于驱动第一清理机构19和第二清理机构20移动；第一清理机构19包括安装板1901，安装板1901的顶部与第一拉绳18的一端连接，安装板1901的下表面对称固定有两根第一安装杆1902，两根第一安装杆1902之间转动安装有刮板1903，安装板1901的下表面对称固定有第二安装杆1904，两根第二安装杆1904相靠近的侧壁上均开设有凹槽1905，凹槽1905内连接有第一弹簧1906，第一弹簧1906的一端连接有圆头卡块1907，刮板1903的两侧壁上均开设有卡孔1908，圆头卡块1907与卡孔1908相配合，用于固定刮板1903的角度；驱动机构包括安装在电解槽1外壁的驱动电机21以及转动安装在电解槽1内壁上的转动辊22，驱动电机21的输出轴与转动辊22连接，转动辊22的两端分别缠绕有第二拉绳23和第三拉绳24，第二拉绳23的一端与第一清理机构19固定连接，第三拉绳24的一端与第二清理机构20固定连接，电解槽1的内壁上还固定有四根固定轴25，第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24的尺寸相同。第一清理机构19和第二清理机构20分别位于阴极板3的两侧，对阴极板3两侧的杂质进行刮除，第二拉绳23和第三拉绳24在转动辊22上的缠绕方向是相反的，当驱动电机21带动转动辊22转动时，第二拉绳23进行收线，第三拉绳24进行放线，第二拉绳23收线时带动第一清理机构19下降，在第一拉绳18的作用下，拉动第二清理机构20升高，第一清理机构19上的刮板1903对阴极板3的一侧进行清理，第二清理机构20上的刮板1903对阴极板3的另一侧进行清理；

还设置有四根固定轴25，当第一清理机构19上的刮板1903接触固定轴25时，固定轴25会推动刮板1903移动，使刮板1903脱离底部的圆头卡块1907，随着第一清理机构19的继续下降，刮板1903的角度持续改变，使上方的圆头卡块1907将刮板1903再次固定，也就是说，第一清理机构19在上下移动时，刮板1903的角度是会发生改变的，以便更好的刮除阴极板3上的杂质，同理可得，第二清理机构20上的刮板1903角度也会发生改变。

参阅图2、7、8，第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24的外部均套设有刮除机构26，刮除机构26通过固定杆27固定在电解槽1的内壁上，刮除机构26包括安装框2601，安装框2601的两侧内壁上均固定有横杆2602，横杆2602上活动设置有活动杆2606，两根活动杆2606的一端共同固定有锥形的刮除块2603，刮除块2603上开设有通孔2604；由于第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24上也会附着杂质，为了保证第一清理机构19和第二清理机构20的运行效果，在第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24的外部均设置有刮除机构26，在第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24移动时，刮除块2603自动将其上方附着的杂质刮除。

参阅图8，安装框2601的两侧内壁上均固定有支撑杆2605，支撑杆2605的一端转动安装有转轴2608，转轴2608上固定有第一转动盘2609和第二转动盘2610，第二转动盘2610的侧壁沿圆周方向固定有多个弧形推块2611，活动杆2606的底部与弧形推块2611接触，活动杆2606上套装有第二弹簧2607，第二弹簧2607的一端连接刮除块2603，另一端连接横杆2602，活动杆2606的底端对称安装有限位块；在第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24不断移动时，两个第一转动盘2609与拉绳的两侧接触，在摩擦力的作用下，带动两个第一转动盘2609和转轴2608转动，使得第二转动盘2610转动，第二转动盘2610上的弧形推块2611与活动杆2606接触，在第二转动盘2610不断转动时，使得刮除块2603可不断的上下跳动，进一步提高刮除效果。

本发明的工作原理：将污水通过进水口16送入电解槽1内，进水口16内设置有新型长方体复合材料模块，由于模块内存在铁碳等电化学反应物质以及铜锌等催化物质，因此在水中一定pH环境下可产生微电解反应，在微电解反应条件下，污水在铁碳两极之间会产生大量的羟基自由基，污水中的有机物在羟基自由基氧化还原作用下得以高效降解。同时铁碳微电解反应所产生的氢氧根离子会与水中氢离子中和，从而起到pH调节作用，污水通过模块时会产生高效的微电解氧化还原反应，进一步去除污染物质，提高出水水质，并被调节pH以达到稳定运行目的，在电解时阳极处产生氧气，阴极处产生氢气，通过设置挡板11，避免氧气与氢气接触而产生危险，氧气通过排气管15自由溢出，氢气通过氢气传输管道12进入氢气储罐13内收集，处理后的污水通过排液管排出，搅拌机8可加快污水的流动，提高电解效果；

阴极作为沉淀主要发生处，阴极板3上也会附着一定的沉淀，不仅会增加能耗，而且影响了处理效果，为了保证处理效果，在电解槽1内的污水排空后，启动驱动电机21带动转动辊22转动，第二拉绳23进行收线，第三拉绳24进行放线，第二拉绳23收线时带动第一清理机构19下降，在第一拉绳18的作用下，拉动第二清理机构20升高，第一清理机构19上的刮板1903对阴极板3的一侧进行清理，第二清理机构20上的刮板1903对阴极板3的另一侧进行清理，刮下的杂质落入沉淀物收集槽9内，当第一清理机构19移动到下方时，第一清理机构19上的刮板1903接触固定轴25时，固定轴25会推动刮板1903移动使刮板1903角度改变，使刮板1903脱离底部的圆头卡块1907，随着第一清理机构19的继续下降，刮板1903的角度持续改变，使上方的圆头卡块1907将刮板1903再次固定，也就是说，第一清理机构19在上下移动时，刮板1903的角度是会发生改变的，以便更好的刮除阴极板3上的杂质，同理可得，第二清理机构20升高后，其上的刮板1903角度也会发生改变，以第一清理机构19为例，如图2所示，在上方时，其刮板1903的右侧是倾斜向下的，刮下的杂质自动掉落，当第一清理机构19在下方时，刮板1903的右侧倾斜向上，刮下的杂质沿着倾斜的刮板1903掉落，方便收集处理；

第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24分别穿过刮除块2603的通孔2604，可将拉绳上附着的杂质刮除，在第一拉绳18、第二拉绳23和第三拉绳24不断移动时，两个第一转动盘2609与拉绳的两侧接触，在摩擦力的作用下，带动两个第一转动盘2609和转轴2608转动，使得第二转动盘2610转动，第二转动盘2610上的弧形推块2611与活动杆2606接触，在第二转动盘2610不断转动时，使得刮除块2603可不断的上下跳动，进一步提高刮除效果。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能动力电极氧化净水装置，包括电解槽（1）以及位于电解槽（1）内的阳极板（2）和阴极板（3），其特征在于，所述电解槽（1）的内壁上开设有多个放置槽，所述阳极板（2）和阴极板（3）与滑动安装在放置槽内，所述电解槽（1）底壁内表面的一侧安装有沉淀物收集槽（9），所述沉淀物收集槽（9）位于阴极板（3）的下方，所述沉淀物收集槽（9）的底部连接有排污管（10），且所述排污管（10）上安装有阀门；

还包括太阳能电力系统，所述太阳能电力系统由控制柜（5）、太阳能板（7）、蓄电池（6）组成，所述控制柜（5）通过电路线（4）分别与阳极板（2）和阴极板（3）连接，太阳能板（7）将太阳能转换成电能储存在蓄电池（6）中，由控制柜（5）控制将电能通过线路运输至处理单元各个部件；

所述电解槽（1）的侧壁上设置有进水口（16），所述进水口（16）内设置有长方体复合材料模块，所述长方体复合材料模块由铁、铜、锌、碳组成，且长方体复合材料模块由电气控制系统连接蓄电池（6），蓄电池（6）向长方体复合材料模块提供12—48V直流电；

所述电解槽（1）的两侧内壁之间固定有两根导向辊（17），两根所述导向辊（17）上设置有第一拉绳（18），所述第一拉绳（18）的两端分别连接有第一清理机构（19）和第二清理机构（20），所述第一清理机构（19）和第二清理机构（20）结构相同，用于清理阴极板（3）两侧壁上附着的杂质，所述电解槽（1）的底部还设置有驱动机构，用于驱动第一清理机构（19）和第二清理机构（20）移动；

所述第一清理机构（19）包括安装板（1901），所述安装板（1901）的顶部与第一拉绳（18）的一端连接，所述安装板（1901）的下表面对称固定有两根第一安装杆（1902），两根所述第一安装杆（1902）之间转动安装有刮板（1903），所述安装板（1901）的下表面对称固定有第二安装杆（1904），两根所述第二安装杆（1904）相靠近的侧壁上均开设有凹槽（1905），所述凹槽（1905）内连接有第一弹簧（1906），所述第一弹簧（1906）的一端连接有圆头卡块（1907），所述刮板（1903）的两侧壁上均开设有卡孔（1908），所述圆头卡块（1907）与卡孔（1908）相配合，用于固定刮板（1903）的角度；

所述驱动机构包括安装在电解槽（1）外壁的驱动电机（21）以及转动安装在电解槽（1）内壁上的转动辊（22），所述驱动电机（21）的输出轴与转动辊（22）连接，所述转动辊（22）的两端分别缠绕有第二拉绳（23）和第三拉绳（24），所述第二拉绳（23）的一端与第一清理机构（19）固定连接，所述第三拉绳（24）的一端与第二清理机构（20）固定连接，所述电解槽（1）的内壁上还固定有四根固定轴（25），所述第一拉绳（18）、第二拉绳（23）和第三拉绳（24）的尺寸相同。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能动力电极氧化净水装置，其特征在于，所述电解槽（1）的顶壁的内表面设置有挡板（11），所述电解槽（1）顶壁的一侧连接有氢气传输管道（12），另一侧连接有排气管（15），所述氢气传输管道（12）的一端连接有氢气储罐（13），且多少氢气传输管道（12）上安装有氢气传感器（14），所述电解槽（1）的底壁上安装有搅拌机（8），所述电解槽（1）底壁的一侧连接有排液管，所述排液管上安装有阀门。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能动力电极氧化净水装置，其特征在于，所述第一拉绳（18）、第二拉绳（23）和第三拉绳（24）的外部均套设有刮除机构（26），所述刮除机构（26）通过固定杆（27）固定在电解槽（1）的内壁上，所述刮除机构（26）包括安装框（2601），所述安装框（2601）的两侧内壁上均固定有横杆（2602），所述横杆（2602）上活动设置有活动杆（2606），两根所述活动杆（2606）的一端共同固定有锥形的刮除块（2603），所述刮除块（2603）上开设有通孔（2604）。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能动力电极氧化净水装置，其特征在于，所述安装框（2601）的两侧内壁上均固定有支撑杆（2605），所述支撑杆（2605）的一端转动安装有转轴（2608），所述转轴（2608）上固定有第一转动盘（2609）和第二转动盘（2610），所述第二转动盘（2610）的侧壁沿圆周方向固定有多个弧形推块（2611），所述活动杆（2606）的底部与弧形推块（2611）接触，所述活动杆（2606）上套装有第二弹簧（2607），所述第二弹簧（2607）的一端连接刮除块（2603），另一端连接横杆（2602）。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能动力电极氧化净水装置，其特征在于，所述活动杆（2606）的底端对称安装有限位块。