CN201240902Y

CN201240902Y - 高频脉冲电凝聚

Info

Publication number: CN201240902Y
Application number: CNU2008200376518U
Authority: CN
Inventors: 张维金
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-06-26

Abstract

为了解决直流电源电凝聚单位电耗和铝耗大，阳极极板会发生钝化、阳极溶出停止，电流效率较低，电解延缓的问题，本实用新型在直流电源电凝聚的基础上提出一种高频脉冲电凝聚，包括凝聚槽、浮选槽、电极板、循环泵、电源，其特征在于电源为高频脉冲电源，所述高频脉冲电源与所述凝聚槽相连。与直流电源电凝聚相比，它克服了直流电源电凝聚存在的缺点，高频脉冲电凝聚高效、节能、节省电极，扩大了电凝聚的使用范围，节电的同时大幅度降低了铝耗。

Description

高频脉冲电凝聚

技术领域

本实用新型涉及一种电凝聚，确切的说是一种高频脉冲电凝聚。

背景技术

电凝聚也叫电浮选，在直流电源外电压的作用下，利用可溶性阳极(铝)产生大量阳离子，再通过电解装置的电极反应，生成AL³⁺，再凝聚成AL(OH)₃。同时，阴极上析出大量氢气微气泡，与絮体粘附在一起，上浮吸附系统中直径很小的污染物，达到对污染物的分离和浓缩。铝电极通直流电时，发生如下电极反应：

阳极(氧化)：AL+3e->AL³⁺

阴极(还原)：2H₂O+2e->H₂↑+2OH^-

总电极反应：AL+2H₂O-->AL+1OH₂O+O₂-AL(OH)₃+4H₂

电极产生的AL³⁺，生成AL(OH)₃絮体，废水中的有机和无机污染物(如重金属离子、悬浮物等)被吸附到AL(OH)₃絮体上发生沉淀，阴极产生H₂，可进行电气浮，可去除印染废水中的污染物。

电凝聚作为废除处理的一种有效手段，很早就得到了应用。电凝聚处理污水，具有无需添加氧化剂，絮凝剂等化学药品，设备体积小，占地面积少，操作简便灵活等优点。但由于其在实际应用中，单位电耗和铝耗较大，使电凝聚设备的发展和应用得到了限制。另外，电凝聚过程中，电解一段时间后，阳极极板会发生钝化现象，钝化时电极表面附着一层氧化物保护膜。检测发现，电极电位偏离正常电化学发应电极电位而变正电位。表现为阳极溶出停止，电解槽只有氧化，还原和上浮作用，电凝聚作用小时，液面浮着大量泡沫，这样使电流效率降低，从而延缓电解过程。

发明内容

针对上述问题，本实用新型在直流电源电凝聚的基础上，提出一种高频脉冲电凝聚，它包括凝聚槽、浮选槽、电极板、循环泵、电源，所述电源为高频脉冲电源，高频脉冲电源与凝聚槽相连。所述高频脉冲电源包括电源输入、断路器、整流桥模块组合、逆变回路、高频变压器、高频整流模块、换向控制开关、脉冲列宽度调节控制、脉冲列间歇调节、综合控制器、电流反馈取样、直流反馈取样、脉冲列间歇控制、高频间歇脉冲列输出，所述电源输入与断路器、整流桥模块组合依次串联，所述逆变回路、高频变压器、高频整流模块依次串联，所述整流桥模块通过线路连接逆变回路，所述综合控制器连接于整流桥模块和逆变回路线路之间的线路上，进行直流反馈取样，所述综合控制器与所述逆变回路连接，进行脉冲列间歇控制，所述脉冲列宽度调节控制、脉冲列间歇调节对所述综合控制器进行控制和调节，所述综合控制器连接于高频整流模块与换向控制开关之间的线路上，进行直流反馈取样，最后，通过换向控制开关进行高频间歇脉冲列输出。

电解槽与脉冲电源相连接，构成电解体系，其进行的电解过程就是脉冲电解，电流从接通到断开的时间为Ta为脉冲持续时间，也叫脉冲宽度，即电解的工作时间，电流断开到接通时间Tb为电解间歇时间，或叫脉冲间歇。

高频脉冲电凝聚使用的电源为高频脉冲电源，输出三个独立的参数，即脉冲电源(或电流)幅值，脉冲宽度Ta和脉冲间歇Tb，为了达到较好的去污和节能效果，可对这三个参数进行调整。

脉冲周期为脉冲宽度和脉冲间歇之和，脉冲频率则是脉冲周期的倒数，设占空比为r，则r为导通时间(脉冲宽度)与脉冲周期之比：r＝Ta/(Ta+Tb)，通过改变占空比r的值，就可得到不同的节能效果。高频脉冲不断重复进行“供电—断电—供电”的高频脉冲电解过程，使电解效率得到大幅度地提高。脉冲电解，通电时间小于电解处理总反应时间，铝的溶解量将少于直流电解时的溶解量。

电解槽内的电流是离子在电场作用下流动而形成的，在供电时间内，离子浓度会迅速降低，而在断电时间内，离子浓度又会得到迅速恢复和补充。所以在脉冲供电方式下电流密度要比直流供电下的电流密度有所提高，这就使得电解去污效果增加。

周期换向脉冲是在正向脉冲(阴极脉冲)后紧跟一个反向脉冲(阳极脉冲)。在电解过程中，如果施加周期换向的脉冲信号，既具备脉冲电解的特点，又由于两极均可溶，更有利于金属离子与胶体间的絮凝作用。同时两极极性的经常变化，更有利于金属离子与胶体间的絮凝作用。同时两极极性的经常变化，对防止电极钝化也起到积极作用。

脉冲电压在100V-150V左右，相对直流供电的电压增大了不少，事实上，采用较高的电压，可以大大降低总电流强度，减少电解时间，从而提高电流效率，降低电耗、铝耗、电解效果会更好。由于整个平均电耗降低，电流又不大，因此变压器不容易发热，设备运行安全可靠。

本实用新型的有益效果是：

1、与直流电源电凝聚相比，本实用新型克服了直流电源电凝聚存在的缺点，高频脉冲电凝聚高效、节能、节省电极，扩大了电凝聚的使用范围。

2、与直流电源电凝聚相比，本实用新型节电的同时大幅度降低了铝耗。由于施加的是脉冲信号，电极上的反应时断时续，有利于扩散，降低了浓差极化，降低了电耗。

3、与直流电源电凝聚相比，本实用新型高频脉冲电凝聚可以节电25％，节省电极消耗15-25％，阳极电极发生钝化现象小，电流密度高，电解去污效果强。

附图说明

图1、高频脉冲电源结构图

图2、高频脉冲电凝聚流程图

图3、高频脉冲电凝聚主视图

图4、高频脉冲电凝聚俯视图

图5、高频脉冲电凝聚左视图

其中，1：断路器，2：整流桥模块组合，3：逆变回路，4：高频变压器，5：高频整流模块，6：换向控制开关，7：脉冲列宽度调节控制，8：脉冲列间歇调节，9：综合控制器，10：电流反馈取样，11：直流反馈取样，12：脉冲列间歇控制，13：电源输入，14：高频间歇脉冲列输出，21：凝聚槽，22：电极板，23：浮选槽，24：循环泵，25：电源，31：污水池里面的污水，32：水泵，33：流量计，34：沉淀池

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种高频脉冲电凝聚，它包括凝聚槽21、浮选槽23、电极板22、循环泵24、电源25，所述电源25为高频脉冲电源，高频脉冲电源与凝聚槽21相连。所述高频脉冲电源包括电源输入13、断路器1、整流桥模块组合2、逆变回路3、高频变压器4、高频整流模块5、换向控制开关6、脉冲列宽度调节控制7、脉冲列间歇调节8、综合控制器9、电流反馈取样10、直流反馈取样11、脉冲列间歇控制12、高频间歇脉冲列输出14，所述电源输入13与断路器1、整流桥模块组合2依次串联，所述逆变回路3、高频变压器4、高频整流模块5依次串联，所述整流桥模块2通过线路连接逆变回路3，所述综合控制器9连接于整流桥模块2和逆变回路线路3之间的线路上，进行直流反馈取样11，所述综合控制器9与所述逆变回路3连接，进行脉冲列间歇控制12，所述脉冲列宽度调节控制7、脉冲列间歇调节8对所述综合控制器9进行控制和调节，所述综合控制器9连接于高频整流模块5与换向控制开关6之间的线路上，进行直流反馈取样11，最后，通过换向控制开关6进行高频间歇脉冲列输出14。

凝聚槽21与脉冲电源25相连接，构成电解体系，其进行的电解过程就是脉冲电解，电流从接通到断开的时间为Ta为脉冲持续时间，也叫脉冲宽度，即电解的工作时间，电流断开到接通时间Tb为电解间歇时间，或叫脉冲间歇。

凝聚槽21内的电流是离子在电场作用下流动而形成的，在供电时间内，离子浓度会迅速降低，而在断电时间内，离子浓度又会得到迅速恢复和补充。所以在脉冲供电方式下电流密度要比直流供电下的电流密度有所提高，这就使得电解去污效果增加。

高频脉冲电凝聚的工作过程是：污水池31里面的污水经过水泵32，从低部进入高频脉冲电凝聚的凝聚槽21，经过流量计33，污水由下而上均匀地通过电极，溢流到浮选槽23内。在浮选槽23内，为了凝聚剂均匀分布，并与污染物质发生充分的发应，使絮凝剂有充分的时间吸附污染物质，形成絮状物。为此在浮选池内利用水泵进行循环水利混合。

使用时：先通水，后通电。将进水阀打开，启动高频脉冲电源，将电流逐步升高至额定电流值。调整好自动到极时间，进水阀调节到额定流量，使流量和操作电流保持稳定。到浮选槽23水满至一定水位时，开启水泵，将污水泵入沉淀池34内沉淀，沉淀池34运行时需要控制进水阀，保持处理水量与凝聚槽进水量相适应，保证电解后污水在浮选槽内的停留时间。

Claims

1、一种高频脉冲电凝聚，包括凝聚槽、浮选槽、电极板、循环泵、电源，其特征在于电源为高频脉冲电源，所述高频脉冲电源与所述凝聚槽相连。

2、根据权利要求1所述的高频脉冲电凝聚，其特征在于所述高频脉冲电源包括电源输入、断路器、整流桥模块组合、逆变回路、高频变压器、高频整流模块、换向控制开关、脉冲列宽度调节控制、脉冲列间歇调节、综合控制器、电流反馈取样、直流反馈取样、脉冲列间歇控制、高频间歇脉冲列输出，所述电源输入与断路器、整流桥模块组合依次串联，所述逆变回路、高频变压器、高频整流模块依次串联，所述整流桥模块通过线路连接逆变回路，所述综合控制器连接于整流桥模块和逆变回路线路之间的线路上，进行直流反馈取样，所述综合控制器与所述逆变回路连接，进行脉冲列间歇控制，所述脉冲列宽度调节控制、脉冲列间歇调节对所述综合控制器进行控制和调节，所述综合控制器连接于高频整流模块与换向控制开关之间的线路上，进行直流反馈取样，最后，通过换向控制开关进行高频间歇脉冲列输出。