CN203959890U - 自动除垢的电解氧化废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种自动除垢的电解氧化废水处理装置，包括直流电源，直流电源的正极连接第一导线，第一导线通过导线分别与第一阳极和第二阳极连接，直流电源的负极分别连接第二导线和第三导线，第二导线通过导线分别与第二阴极和第四阴极连接，第三导线通过导线分别与第一阴极和第三阴极；第一导线和第二导线之间设置第四导线，第一导线和第三导线之间设置第五导线。本实用新型能够根据废水中所含钙硬浓度的高低，自动调节氧化程序和除垢程序的运行时间，既有效去除阴极表面钙垢，又不会对阳极造成损害，保证了阳极的使用寿命。保证阴极表面清洁，有效防止阴极因钙垢附着导电性能下降，提高电流效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动除垢的电解氧化废水处理装置，属于废水处理技术领域。
现有技术
随着现代工业的迅速发展，所产生的工业废水不但水量增大，而且向着成分复杂化、无机盐含量高等趋势发展。电化学氧化技术具有对污水处理深度高且不产生二次污染，被称为“环境友好”技术。因此成为最近几年国内外学者对于高盐分、难降解废水的处理研究的一个热点。电解催化氧化是电化学氧化技术的典型代表，是指采用具有催化功能的涂层电极为正极、不锈钢或其它电极为负极的电解装置对工业废水中的有机物进行矿化处理。
电解催化氧化废水过程中在阳极发生的化学反应为：4OH-－4e-＝2H2O+O2↑，在阴极化学反应为：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-，在阳极消耗OH-，阴极产生OH-。而工业废水中大都含有较高浓度的钙离子，所以在阴极表面产生的OH-会形成Ca(OH)2，然后在曝气条件下一般电解装置底部设有曝气管，通过曝气来对电解槽中的废水进行混匀形成CaCO3附着在阴极表面。阴极表面的钙垢随着电解装置的运行时间延长不断增厚，阴极的导电性能不断下降，导致电流效率不断降低。要保持极板间的电流密度不变，极板间的电压就要不断升高，耗电量也就随之增加。当阴极钙垢达到一定厚度导致阴极完全失去导电性能，电解反应也就随之终止。所以为了保证电解装置的平稳运行，必须对阴极表面形成的钙垢定期脱除。
对于不采用催化材料作为阳极的电解装置阳极和阴极所用材料一致，一般可采用“自动倒极”的方法来去除阴极表面的钙垢：当电解装置运行一定时间后，通过电源输出控制将阳极改变为阴极，阴极改变为阳极。这样，当附着钙垢的阴极变为阳极后，极板表面产生的O2会在垢层内侧不断聚集，迫使垢层脱落；而阳极变为“新阴极”后，垢层又会逐渐形成，当运行一定时间后，通过电源输出控制再进行倒极，如此操作反复进行，即可对阴极形成的钙垢进行去除。
对于采用催化材料作为阳极的电解装置则不能采用“自动倒极”的方式来去除阴极表面的钙垢，这是因为：当涂有催化材料的阳极变为负极后，充当催化材料的金属氧化物会被还原失去催化功能。现在此类电解装置大多采用机械方式去除电极表面的钙垢，即在电极中间安装往复运动的毛刷。机械除垢的方式不仅对电极表面催化涂层损害大，缩短电极使用寿命，而且对于致密的钙垢很难做到完全清除。
专利CN203112939U公开了一种可变电极的电解装置，包括具有阳极和阴极的电源，它还包括设置在第一电极和第二电极之间的网状电极，当在工作状态时，网状电极连接所述电源的阳极，第一电极和第二电极分别连接所述电源的阴极；当在除垢状态Ⅰ时，网状电极断路，第一电极连接所述电源的阳极，第二电极连接所述电源的阴极；当在除垢状态Ⅱ时，网状电极断路，第一电极连接所述电源的阴极，第二电极连接所述电源的阳极。该实用新型提供的电解装置有一定的局限性，只适用于阳极为网状电极的电解装置。当电解装置阳极为板状结构时会阻挡第一电极和第二电极之间的电场，形成“感应电极”，不但无法对阴极产生的钙垢进行去除，而且会损害阳极。
专利CN1465532A涉及一种含有机毒物废水的电场氧化处理方法，将被处理水送入电场式硬水氧化处理器的电解室，氧化水中的金属离子在电极板上沉积生成金属氧化垢，氧化水中的卤素负离子生成次卤酸，转换电极板的正负极性，金属氧化垢从电极板上脱落于水中排出，间隔式交替循环地转换电极板的电极性，金属氧化垢的沉积和脱落也交替循环进行，再经沉淀和/或过滤分离去除金属氧化垢，直至获得净化水。该专利提供的方法同样具有局限性，电极只能用同一种材料，并且该材料不能具有催化涂层，虽然可以去除垢层，但是氧化效率比催化氧化差很多。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自动除垢的电解氧化废水处理装置，解决现有电解催化氧化废水处理装置在去除电极表面钙垢时存在的弊端，对电解过程阴极表面形成的钙垢进行去除，而且不损坏到阳极表面的催化涂层。
本实用新型所述的自动除垢的电解氧化废水处理装置，包括直流电源，直流电源的正极连接第一导线，第一导线通过导线分别与第一阳极和第二阳极连接，直流电源的负极分别连接第二导线和第三导线，第二导线通过导线分别与第二阴极和第四阴极连接，第三导线通过导线分别与第一阴极和第三阴极；第一导线和第二导线之间设置第四导线，第一导线和第三导线之间设置第五导线；
第一阳极、第一阴极、第二阴极、第三阴极、第四阴极和第二阳极并列竖直插在电解槽的内部。
电解槽外侧下部设置进水口，上部设置出水口，底部设置排渣口。
每块相邻阳极间设置块阴极。
第一导线上设置第一开关，第二导线上设置第二开关，第三导线上设置第三开关，第四导线上设置第四开关，第五导线上设置第五开关。
在工作时，每个工作周期分为氧化程序和除垢程序，氧化程序运行时，电源正极与阳极连通，电源负极与阴极连通，此时电源输出方式为单向；除垢程序运行时，电源正极与阳极切断，每相临2块阳极间的2块阴极分别与电源正极和负极连通，此时电源输出方式为换向，即正负级周期性变换，换向运行几次后完成除垢程序。几个工作周期后，脱落的钙垢由排渣口排出。
采用以下手段来对氧化废水过程中阴极表面形成的钙垢进行去除：
废水由进水口进入电解槽后发生氧化反应，此时直流电源输出为正向，第一开关、第二开关、第三开关闭合，第四开关、第五开关断开，此时第一阳极、第二阳极与电源正极相连，第一阴极，第二阴极、第三阴极、第四阴极与电源负极相连，出水自出水口排出，运行一段时间后进入除垢程序，除垢程序分为电源正向和负向换向操作，电源正向运行时，第一开关、第二开关、第五开关断开，第四开关、第三开关闭合，此时第一阳极、第二阳极与电源断开，第二阴极、第四阴极与电源正极相连，第一阴极、第三阴极与电源负极相连；电源负向运行时，第一开关、第二开关、第五开关断开，第四开关、第三开关闭合，此时第一阳极、第二阳极与电源断开，第二阴极、第四阴极与电源负极相连，第一阴极、第三阴极与电源正极相连，电源换向几次后完成除垢程序，重新进入氧化程序运行，完成一个工作周期，几个工作周期后，开启排渣口将脱落的钙垢排出。
适用于采用催化材料作为阳极的电解氧化废水处理装置。
与现有技术相比，本实用新型具有一下有益效果：
本实用新型能够根据废水中所含钙硬浓度的高低，自动调节氧化程序和除垢程序的运行时间。只对阴极进行“自动倒极”除垢，既有效去除阴极表面钙垢，又不会对阳极造成损害，保证了阳极的使用寿命。采用“自动倒极”的方法周期性除垢，保证阴极表面清洁，有效防止阴极因钙垢附着导电性能下降，提高电流效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中，1-直流电源，2-电解槽，3-进水口，4-出水口，5-排渣口，6、第一导线，7、第四导线，8，第五导线，9、第二导线，10、第三导线，11-第一阳极；12-第一阴极；13-第二阴极，14-第二阳极，15-第三阴极，16-第四阴极，17-第四开关，18-第一开关，19-第五开关，20-第二开关，21-第三开关。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例自动除垢的电解氧化废水处理装置，包括直流电源1，直流电源1的正极连接第一导线6，第一导线6通过导线分别与第一阳极11和第二阳极14连接，直流电源1的负极分别连接第二导线9和第三导线10，第二导线9通过导线分别与第二阴极13和第四阴极16连接，第三导线10通过导线分别与第一阴极12和第三阴极15；第一导线6和第二导线9之间设置第四导线7，第一导线6和第三导线10之间设置第五导线8；
第一阳极11、第一阴极12、第二阴极13、第三阴极15、第四阴极16和第二阳极14并列竖直插在电解槽2的内部。
电解槽2外侧下部设置进水口3，上部设置出水口4，底部设置排渣口5。
每2块相邻阳极间设置2块阴极。
第一导线6上设置第一开关18，第二导线9上设置第二开关20，第三导线10上设置第三开关21，第四导线7上设置第四开关17，第五导线8上设置第五开关19。
下面采用本实施例的装置对工业废水处理，废水COD为120mg/L，钙离子含量为800mg/L。
具体步骤为：废水由进水口3进入电解槽2后开始运行氧化反应，此时直流电源1输出为正向，第一开关18、第二开关20、第三开关21闭合，第四开关17、第五开关19断开，此时第一阳极11、第二阳极14与电源正极相连，第一阴极12、第二阴极13、第三阴极15、第四阴极16与电源负极相连，出水自出水口4排出，运行72小时后进入除垢程序，除垢程序分为电源正向和负向换向操作；电源正向运行时，第一开关18、第二开关20、第五开关19断开，第四开关17、第三开关21闭合，此时第一阳极11、第二阳极14与电源断开，第二阴极13、第四阴极16与电源正极相连，第一阴极12、第三阴极15与电源负极相连；电源负向运行时，第一开关18、第二开关20、第五开关19断开，第四开关17、第三开关21闭合，此时第一阳极11、第二阳极14与电源断开，第二阴极13、第四阴极16与电源负极相连，第一阴极12、第三阴极15与电源正极相连，电源正向与负向运行时间均为2分钟，电源换向4次后完成除垢程序，重新进入氧化程序运行，完成一个工作周期，十个工作周期后，开启排渣口5将脱落的钙垢排出。
Claims (4)
1.一种自动除垢的电解氧化废水处理装置，包括直流电源(1)，其特征在于，直流电源(1)的正极连接第一导线(6)，第一导线(6)通过导线分别与第一阳极(11)和第二阳极(14)连接，直流电源(1)的负极分别连接第二导线(9)和第三导线(10)，第二导线(9)通过导线分别与第二阴极(13)和第四阴极(16)连接，第三导线(10)通过导线分别与第一阴极(12)和第三阴极(15)；第一导线(6)和第二导线(9)之间设置第四导线(7)，第一导线(6)和第三导线(10)之间设置第五导线(8)；
第一阳极(11)、第一阴极(12)、第二阴极(13)、第三阴极(15)、第四阴极(16)和第二阳极(14)并列竖直插在电解槽(2)的内部。
2.根据权利要求1所述的自动除垢的电解氧化废水处理装置，其特征在于，电解槽(2)外侧下部设置进水口(3)，上部设置出水口(4)，底部设置排渣口(5)。
3.根据权利要求1所述的自动除垢的电解氧化废水处理装置，其特征在于，每2块相邻阳极间设置2块阴极。
4.根据权利要求1所述的自动除垢的电解氧化废水处理装置，其特征在于，第一导线(6)上设置第一开关(18)，第二导线(9)上设置第二开关(20)，第三导线(10)上设置第三开关(21)，第四导线(7)上设置第四开关(17)，第五导线(8)上设置第五开关(19)。
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