CN1289311A - 用于水净化的电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来净化水的装置,具有一里面设有电极(7)的壳体(1)、一用于待净化水(8)的输入管(2)、一用来使循环中的水运动的输出管(4)、一用来排空壳体的排水口(3)和涡动体(9),涡动体是部分或全部导电的。它的特征是,壳体(1)的底部区域在一个平面内具有半圆形地倒国的形状,而在另一个与它成90°角的平面内具有向下成梯形地逐渐变窄的形状,其中输入管(2)设置在成梯形地逐渐变窄的底部区域的中心底面附近,以产生一沿半圆形逐渐变细的底部区域的水流;电极(7)按照底部区域的形状成形,并设置得与水流方向平行。

Description

用于水净化的电化学装置
本发明涉及一种用于水净化的装置，具有一里面设有电极的壳体、一用于待净化水的输入管、一用于使水循环运动的流通管、一用于排空壳体的排出口和部分或完全导电的涡动体。
由DE 3336460 A1已知一种净化水的方法和装置，其中水从由2或3化合价的金属制成的不同极性的电极旁流过，电极被一由固体非导电颗粒组成的运动的颗粒层所包围，它具有比待净化水大的密度。最好采用铸铁或铝作为电极材料，由非导电颗粒组成的运动的颗粒层设置在一电解腔内，一输入管引到其底面上，在其顶面上设有一絮凝腔，它锥形地扩展。这里当水具有小的电导时(电极)板间距选得非常小，这导致板的迅速磨损。其次由于板间距小电极板通过在它上面形成的在电解过程中产生的絮凝的非导电层而迅速绝缘。此外电解腔的底面做得不符合流体力学原理。由于絮凝腔的锥形扩展流动作用迅速降低直至失效，此外需要比较大的位置。为了使非导电颗粒不断地运动在电解腔下部区域设有一吹风机。
在按US 4，212，724的采用玻璃容器的水净化装置中水从玻璃容器中泵出，输送给一设有电极的容器，在净化和过滤后重新输回。因为从上面输入并通过一半圆形容器底部回输，涡动体只有小的涡流，因此只产生小的净化效率。
按DE 4329272 C1的污水净化装置使水从倒圆的容器底部的侧面流入，以便使它能在容器上边缘处重新流出进入一缓冲水池。这里只有在容器底部中心的涡动体被水流带动，而其余的则保持相对的平静。
本发明的目的是，创造一种按权利要求1前序部分的水净化装置，它具有更好的净化效果。
按照本发明这个任务通过权利要求1的特征来解决。优良的结构由从属权利要求得到。
水净化装置包含一里面设有电极的壳体、一用于待净化水的输入管、一用来使水循环运动的输出管、一用于排空壳体的排水口和部分或完全导电的涡动体。按照本发明壳体的底部区域在一个平面内具有半圆形倒圆的形状，而在一个与此平面成90°角的平面内具有向下逐渐缩小的形状，其中输入管在梯形缩小的底部区域中央通向底面附近，以便产生沿半圆形缩小的底部区域的水流，电极仿形底部区域并平行于水流方向设置。所有涡动体都被水流带动。净化效果比较好。用这种装置可以净化具有小电导值的水，而电极没有大的磨损，电极板上不形成絮凝，其中该装置只需小的安装空间，并具有符合流体力学的形状。
在输出管和输入管之间设有一旁路管和泵，待净化的水在循环运行中通过此泵经过输出管和一附设于输出管的过滤器抽出，并经过输入管重新输入壳体。输入管最好通到容器内部。
但是输出管也可以在中间连接一过滤器的情况下直接通入输入管，其中在其输入管一方的连接件和其壳体一方的出口之间设有一泵。在这种情况下输入管最好装在容器之外。
在这两种情况下底面可以具有一配备筛面的排水口。
待净化水在不同极性的电极旁流过，其中电极被由涡动体组成的运动的颗粒层包围，它具有大于待净化水的密度。部分或全部涡动体由导电材料组成，因此在电解期间通过在与电极接触时带电的涡动体有效的电极表面得到提高。由此与通常的解决办法相比净化作用明显改善。其次通过涡动体相互的接触和磨损在涡动体上形成持续的高的氧化和电化学有效金属表面。其次通过在电极之间运动的带电涡动体一方面达到电极之间电场梯度的临时和局部的提高，另一方面达到电极表面的净化。由于涡动体的运动和其不断变化的电荷产生持续交变场。
涡动体的运动通过水的流动产生。这可以通过流入口、泵或搅拌器进行。用按本发明的方法可以净化具有油、脂、碳氢化合物、表面活性剂、磷、重金属、有机和无机类悬浮颗粒和其他杂质形成污染的受严重污染的水。这里具有小电导值的水可以以很高的效率处理。在必要情况下电极上可以加上直流或交流电，其中施加的电压最好为2至65伏。
装置具有一用于待净化水的输入管、一用于排空壳体的排水口、一用于带有絮凝的污物的水的输出管。在壳体内有电极和涡动体散料。至少一部分或者所有涡动体由导电物质组成，其中尤其采用铸铁粒料、石墨、铝或其他合适的导电物质。也可以用导电和非导电物质的混合物。例如作为铸铁粒料的一种形式可以采用轧制氧化铁皮作为涡动体。这在轧制设备中作为下脚料产生，因此非常便宜。
电极之间的间距应该相当于涡动体颗粒大小的1．5至10倍，以便达到最佳的净化效果。其中电极的厚度可以相同或不同。电极的插入深度应该这样选择，使得到容器底部区域具有一定距离，使水的流动，因此还有涡动体的流动优化。
这里各个电极可以根据容器底部形状来制作，并具有与容器底部形状相匹配的不同的插入深度。容器底做得按流体力学是有利的、并且最好具有基本上半圆形的形状。
壳体适合于由塑料或类似的非导电材料组成。但是壳体也可以由金属材料制成，其中在施加直流电的情况下负极连接在壳体上。
在容器底部区域设有产生流动的措施。为此例如可以将一用于水输入的插入管插到几乎接近容器底部区域处。水的多次循环通过泵进行。
用这种解决方案通过涡动体的运动和带电保证电极板的自清洁，从而加速净化过程。通过活化的电极和金属涡动体之间电场梯度的临时和局部提高保证在水的电导值小时的净化效果。
在这种“涡旋层处理”中形成的、里面包裹着被氧化的污染物质的氢氧化物絮状物在后续的过滤阶段从水中过滤出去。
下面借助于实施例和附图对本发明作较详细的说明。
附图中：
图1  净化装置的正视图，
图2  按图1的剖视图，
图3  一按本发明的净化装置的正视图，
图4  按图3的剖视图，
图5  按本发明的另一种净化装置的正视图，和
图6  按图5的剖视图。
图1和2中表示一净化装置的原理图。该装置具有一容器1，它带有一用于待净化水的输入管2、一用于排空的排水口3和一用于带有絮凝污染物的水的输出管4。容器的底面1．1做成半圆形。输入管2做成一插入管的形式，它几乎插到容器1底面1．1上。容器例如由塑料或其他材料组成。排水口3设置在容器1底面1．1上尽可能最低的位置处，以保证无残留地排空。一筛面S1挡住涡动体(Wirbelkoerper)。输出管4设置在容器侧壁的上部区域内。在输出管4和输入管2之间设有一水泵5。它通过输出管4循环地抽水，并通过插入管重新输入。为了防止水泵和管道系统的污染，和保护涡动体，在输出管区域设有一过滤器S2。
电极7做成板状并一直伸到容器底部区域和向下成梯形逐渐变窄。电极朝底面1．1方向的末端也可以做成半圆形。在图2中表示按图1的A-A剖视。容器1向下成梯形逐渐变窄(这同样也可以是半圆形)。设置在中心的电极比设置在旁边的电极更深地插入容器。因此电极7朝下的末端跟随容器1底面1．1的上升而上升。
在灌入待净化液体之前或之后将涡动体散料装入容器1内。
在运行状态下电极7略微超过液面。给电极接通电压，并在循环运行中将水通过水泵5经过输出管4和过滤器S2抽出，经过插入管2重新输入容器中间。通过由水泵产生的压力使涡动体运动。这里符合于流体力学的结构对水的循环产生有利的作用。通过设置在旁边、一直伸到底部区域的插入管确实产生一个沿箭头方向进行的再循环(循环)。通过水流带动的导电涡动体首先到达电极之间并使之充电。由此达到有效电极表面的增加。其次通过在涡动体相互接触时产生的磨损在涡动体表面上不断形成高氧化作用和电化学作用的有效金属表面。此外通过在电极之间运动的带电涡动体一方面使电极之间的电场梯度暂时和局部地提高，另一方面进行电极表面的净化。
除了上述其间在容器内注入水、经过一定时间间隔的处理、接着通过排水口3重新放出的循环运行方式外也可以进行不间断的连续运行。在这种情况下输出管不是通过水泵与输入管相连，而是为虚线所示在上部区域设有一用于积聚着絮凝物的水的输出管10，并同样设有筛面S2，它挡回涡动体。
待净化水的输入应该像上面所述的结构中那样尽可能地在底部区域进行。
除了通过输入压力水造成流动以外也可以通过一搅拌器、压力喷嘴等等造成水的运动。
可以全部涡动体由导电材料制成，但是也可以采用与非导电涡动体的混合体。非导电涡动体例如可以由筛选的碎石或硅砾石组成，并提高电极7上的净化效果。
在图3和4中表示一种按本发明的净化装置，其中插入管2在梯形收缩的底部区域中间通入底面附近。在插入管2的这个出口部位底面1．1形成一个狭窄的通道形区域(图4)，在此区域内水流带动所有位于底面上的涡动体9，产生提高净化效率的强烈涡流。
图5和6表示一种按本发明的净化装置，其中代替插入管2采用一铺设在壳体1之外的输入管2。它由一上段A、中段B和下段C组成，髒水8通过上段输入，输出管4通入中段B内，以使预净化的水在借助于连接在前面的抽吸腔滤筛S2过滤后输入新的净化循环，在下段C内输入管2在最底下的底部区域倾斜地向下逐渐变窄的侧壁1．2之间的中心穿过壳体1，使由连接在输入管2上的水泵5产生的水流通过中心的输入管同样带动位于底面1．1上的所有涡动体并有效地作涡流运动。
总之用本发明创造了有效地净化极其混浊的水和／或具有很小电导的水的可能性，这迄今为止地这种形式还不可能。其次可以降低运行费用，因为金属消耗以形成絮状物主要通过贵重的废钢珠进行。

Claims (3)

1．用于净化水的装置，具有一里面设有电极(7)的壳体(1)、一用于待净化水(8)的输入管(2)、一用于使水循环运动的输出管(4)、一用于排空壳体的排水口和涡动体(9)，涡动体是部分或完全导电的，其特征在于：
-壳体(1)的底部区域在一个平面内具有一倒圆的半圆形，在另一个与它成90°角的平面内具有向下成梯形地逐渐变窄的形状，其中
-输入管(2)设置在成梯形逐渐变窄的底部区域中心底面附近，以便产生沿半圆形逐渐变细的底部区域的水流，和
-电极(7)仿形底部区域，并设置得与水流方向平行。
2．按权利要求1的装置，其特征在于：在输出管(4)和输入管(2)之间设有一旁路管道和一水泵，在循环运行时待净化水通过此水泵经过输出管(4)和一附设于输出管(4)的过滤器(6)抽出，并经过输入管(2)重新输入壳体。
3．按权利要求1或2的装置，其特征在于：底面(1．1)具有一配备筛面(S1)的排水口(3)。
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