CN203639210U - 一种简易电化学反应装置和电化学反应池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于重金属废水处理设备领域，具体涉及一种电化学反应装置和电化学反应池。该电化学反应装置包括反应槽体（2）、设置在反应槽体（2）内的两个配电极板（1）和若干个反应极板（3）；所述配电极板（1）的高度高于所述反应极板（3）的高度，且该配电极板（1）的上端伸出反应槽体（2）的上表面；所述反应极板（3）的上方设有多根集水管（6），所述集水管（6）与一总出水管（5）的下端连通，该总出水管（5）的上端伸出反应槽体（2）的上表面。所述电化学反应池包括设置在池内的至少一个电化学反应装置。本实用新型所述装置结构简单，性能可靠，占地面积小。
Description
技术领域
本实用新型属于重金属废水处理设备领域，具体涉及一种电化学反应装置和电化学反应池。
背景技术
随着工业化、城镇化的深入发展，我国水环境面临的形势将更为严峻。特别是在工业生产中产生的大量含重金属废水对自然环境及人类健康危害大，能引起肾、生殖系统、肝脏、脑和中枢神经系统等功能的紊乱，同时，重金属在环境中稳定性高、难降解、迁移范围广，已经成为了威胁全球可持续发展的一个突出问题，正逐渐成为全球性的环境问题。
现有的重金属废水处理方法有化学法、物理法、生物法、吸附法、离子交换法等。但目前用于重金属废水处理普遍采用的还是化学法，特别是化学沉淀法在重金属废水处理中的应用更为广泛。化学沉淀法在一定程度上能有效处理重金属废水，但存在加药计量大、废渣量大、操作纷杂、适用范围不广等不足。生物法近年来成为热门研究的处理方法，但生物法对进水的水质要求高，系统容易受到水质的波动的影响，其应用受到一定的限制。
随着重金属污染态势的日益加剧，近年来，更严格的重金属相关排放标准陆续出台并逐步严格实施。新排放标准对重金属排放阈值的要求逐渐严格，对处理技术及设备提出了更高的要求，大量的重金属废水处理站需要进行提标改造，急需新的技术及设备。
电絮凝重金属废水处理技术是目前热点的处理技术之一，具有处理效果好，无二次污染，操作简单等优点而被广泛的工程应用。目前普遍应用的电絮凝处理装置为外置式设备，如专利ZL201220204678.8公开的电化学处理设备，它包括反应槽体和设置于反应槽体内的极板，其特征在于，所述极板包括可溶性极板和惰性极板，可溶性极板由铁极板和铝极板组成，惰性极板与电源连接。该设备与水池分开，需单独设置设备间安装设备，通过管道及泵从处理站水池引水进入设备进行处理，设备处理出水通过管道引入后续处理水池。该种设备需要占用较大的设备间，且需要设置进水装置与出水管道，系统相对较复杂。特别是在污水处理站的升级改造时，不能充分利用现有处理构筑物，且还需要另行建设较大的设备间，投资成本提高。
为此，研究提供一种用于重金属废水处理的简易电化学反应装置，可以内置于水池内，对现有处理站的升级改造具有重要意义。
实用新型内容
针对重金属废水处理现状，本实用新型旨在提供一种结构简单，性能可靠，占地面积小的电化学反应装置以及应用于该反应装置的电化学反应池；该装置和反应池可根据处理水量自由选择组合，具有施工快速，安装简单，特别适用于采用化学沉淀法处理重金属废水的工程提标改造。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种简易电化学反应装置，包括反应槽体、设置在反应槽体内的两个配电极板和若干个反应极板；所述反应极板设置在所述两块配电极板之间；所述配电极板的高度高于所述反应极板的高度，且该配电极板的上端伸出反应槽体的上表面；所述反应极板的上方设有多根集水管，所述集水管与一总出水管的下端连通，该总出水管的上端伸出反应槽体的上表面。
所述总出水管的上端优选连接有自吸泵。
所述反应槽体的底部优选设有底座支架。
所述配电极板优选为石墨极板；所述反应极板优选为铁极板、铝极板或者铁极板与铝极板的混合布置，极板间距优选为5-15mm。
所述集水管为底部穿孔管，穿孔大小优选为??5mm～??8 mm，穿孔之间的距离优选为10-20mm。
所述反应槽体上表面及四周均密封，下表面开口。
一种电化学反应池，包括池体，还包括置于池体内的至少一个上述简易电化学反应装置，所述简易电化学反应装置的上表面位于池体水面以上位置，且该简易电化学反应装置的集水管位于水面以下位置。
所述简易电化学反应装置的配电极板分别与电源的正极和负极连接。
下面对本新型做进一步解释和说明：
一种简易电化学反应装置，包括反应槽体，配电极板，反应极板，集水管，总出水管，及底座支架。所述反应槽体的两侧安装有所述配电极板，配电极板中间安装有数个反应极板；所述反应极板上方安装有数根集水管，所述集水管与总出水管连接。所述底座支架安装于反应槽体的底部。
所述配电极板为惰性极板，材质优选为石墨极板；惰性极板的一部分穿过槽体的上表面并突出一部分，突出部分用于与电解电源连接；极板穿过槽体上表面分与槽体之间的缝隙采用绝缘密封处理。
更优选方案：所述集水管为底部穿孔管，穿孔管为DN20PVC管，穿孔大小为??5mm～??8mm，穿孔距离10mm。所述总出水管为DN32PVC管，出口处与自吸泵连接,自吸泵流量根据处理水量的需求进行选定。所述反应槽体底部开口，废水可直接从底部进入，四周及上表面采取密封。所述反应极板为铁板或者铝板，或者铁板与铝板的混合布置；极板间距为10mm。所述底部支架为A3方管外包PP材质构成；安装于反应槽体底部，使得反应槽体底部架空，有利于废水进入反应槽体。
一种电化学反应装置，在使用时，将该装置直接安装于水池内，电化学反应装置的阴阳极分别与电解电源的正负极连接进行配电；废水从电化学反应装置的底部进入，自下而上经过极板区域进行电絮凝反应处理，处理水通过集水管收集，再经过自吸泵抽吸，从总出水管流出电化学反应装置而进入后续配套处理工艺。
与现有设备相比，本实用新型的优势在于：
1、本实用新型采用了内置式反应装置，其出水结构采用自吸泵抽吸，与电絮凝设备普遍使用的自流式出水有较大的区别，更有利于反应槽内均匀水力条件的保持，有利于处理效率的提升。
2、电化学反应装置直接安装于水池内，与普通电絮凝设备相比可不再单独建设设备间，减小了占地面积。同时不需要设置复杂引水设备与管道，减少投资；使得处理工艺更加简单，可靠性更高。
3、电化学反应装置结构简单，安装快速简易；特别适用于化学法重金属废水处理工程的提标改造，可直接将反应装置安装于现有化学法反应池内，无需额外的土建施工，改造费用低，且改造周期短，见效快。
附图说明
图1是电化学反应装置正面图；
图2是电化学反应装置侧面图；
图3是设有电化学反应装置的电化学反应池结构示意图；
图4是改进前的工艺流程图；
图5是改进后的工艺流程图；
其中，1是配电极板，2是反应槽体，3是反应极板，4是底座支架，5是总出水管，6是集水管，7是自吸泵，8是池体，9是电源。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
如图1-图3所示：一种简易电化学反应装置，包括反应槽体2、设置在反应槽体2内的两个配电极板1和若干个反应极板3；所述反应极板3设置在所述两块配电极板1之间；所述配电极板1的高度高于所述反应极板3的高度，且该配电极板1的上端伸出反应槽体2的上表面；所述反应极板3的上方设有多根集水管6，所述集水管6与一总出水管5的下端连通，该总出水管5的上端伸出反应槽体2的上表面。
所述总出水管5的上端连接有自吸泵7。所述反应槽体2的底部设有底座支架4。所述配电极板1为石墨极板；所述反应极板3为铁极板、铝极板或者铁极板与铝极板的混合布置，极板间距为5-15mm。所述集水管6为底部穿孔管，穿孔大小为??5 mm～??8 mm，穿孔之间的距离为10-20mm。
一种电化学反应池，包括池体8，还包括置于池体8内的至少一个上述简易电化学反应装置，所述简易电化学反应装置的上表面位于池体水面以上位置，且该简易电化学反应装置的集水管6位于水面以下位置。
所述简易电化学反应装置的配电极板1分别与电源9的正极和负极连接。废水从电化学装置底部进入，自下而上经过反应极板3进行电化学反应处理，处理后水通过集水管6收集，经过总出水管5及自吸泵7流出电化学装置。
应用：
以所述的电化学反应装置及图3所示实施方式，对某铜盐加工企业废水处理站进行改造。该企业废水主要来源于生产车间，主要污染物为铜、镍、锌及镉；废水水量500m3/d。原废水处理站采用石灰乳-铁盐-硫化钠化学沉淀法处理，处理工艺流程如图4所示。处理出水执行《综合废水排放标准》(GB8978-1996)。
采用实施例所述的电化学反应装置对原处理工艺进行改造；未增加任何土建设施，对一级与二级反应槽进行适当改造，直接将电化学反应装置(采用铁板作为极板)放置于其中，并对连接管道进行适当更改，改造后工艺流程如图5。
改造后，主要工艺控制参数如下：调节池内控制废水pH值为8～9；电化学反应装置控制电流输出为恒流700A；自吸泵流量控制为12.5m3/h，PAM投加量为0.1%的比例投加0.1%PAM溶液。
改造后，无须聚合硫酸铁及硫化钠药剂，石灰乳投投加量大大减少（原来需调节pH值至10~11,改造后只需调节至8~9即可）；PAM用量大大减少(由原来的0.5%减少至0.1%)。改造后药剂投加量大大减少，综合运行成本降低20%以上；劳动强度大大降低；由于石灰乳用量大大减少，处理构筑物及设施结垢现象得到明显改善，同时处理站现场工作环境得到有效改善。改造后废水处理站处理效果得到提升，稳定达到最新《铜、钴、镍工业污染物排放标准》（GB25467-2010）表三规定；改造前后废水处理站出水水质情况对比如表1：
表1 改进前和改进后的废水处理情况对比
Claims (7)
1.一种简易电化学反应装置，包括反应槽体（2）、设置在反应槽体（2）内的两个配电极板（1）和若干个反应极板（3）；所述反应极板（3）设置在所述两块配电极板（1）之间；其特征是，所述配电极板（1）的高度高于所述反应极板（3）的高度，且该配电极板（1）的上端伸出反应槽体（2）的上表面；所述反应极板（3）的上方设有多根集水管（6），所述集水管（6）与一总出水管（5）的下端连通，该总出水管（5）的上端伸出反应槽体（2）的上表面。
2.根据权利要求1所述简易电化学反应装置，其特征是，所述总出水管（5）的上端连接有自吸泵（7）。
3.根据权利要求1所述简易电化学反应装置，其特征是，所述反应槽体（2）的底部设有底座支架（4）。
4.根据权利要求1所述简易电化学反应装置，其特征是，所述配电极板（1）为石墨极板；所述反应极板（3）为铁极板、铝极板或者铁极板与铝极板的混合布置的极板，极板间距为5-15mm。
5.根据权利要求1所述简易电化学反应装置，其特征是，所述集水管（6）为底部穿孔管，穿孔大小为??5mm～??8 mm，穿孔之间的距离为10-20mm。
6.一种电化学反应池，包括池体（8），其特征是，还包括置于池体（8）内的至少一个权利要求1-5之一所述简易电化学反应装置，所述简易电化学反应装置的上表面位于池体水面以上位置，且该简易电化学反应装置的集水管（6）位于水面以下位置。
7.根据权利要求6所述电化学反应池， 其特征是，所述简易电化学反应装置的配电极板（1）分别与电源（9）的正极和负极连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: CHINA POWER GROUP ZHONGNAN INVESTIGATION DESIGN + Free format text: FORMER NAME: HYDROCHINA ZHONGNAN ENGINEERING CORPORATION |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 410014 Hunan province Changsha Yuhua District, camphor Road No. 16 Patentee after: POWERCHINA ZHONGNAN ENGINEERING Corp.,Ltd. Patentee after: HUNAN YONGXING GUOSHUI WATER TREATMENT Co.,Ltd. Address before: 410014, 9 camphor Road, Yuhua District, Hunan, Changsha Patentee before: HYDROCHINA ZHONGNAN ENGINEERING Corp. Patentee before: HUNAN YONGXING GUOSHUI WATER TREATMENT Co.,Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140611 |