CN204097159U

CN204097159U - 敞开式电吸附水处理设备

Info

Publication number: CN204097159U
Application number: CN201420523799.8U
Authority: CN
Inventors: 陈昱如; 陈力铭; 李文忠; 石志远; 孙文中; 徐志勇; 程谱学; 刘春侠; 袁春丽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2024-09-12

Abstract

本实用新型公开了一种敞开式电吸附水处理设备，是由许多水处理单元采用矩阵方式布置，水处理单元包括作为低压直流电源正电极的金属正电极（003），作为低压直流电源负电极的金属负极槽板（005）及V形槽板（006）构成槽形结构的过水断面，金属正电极（003）置于两个金属负极槽板（005）的中间位置；金属正电极（003）可以是各种形状的柱状结构体，也可以是平面形状的金属板材或者是金属网状结构体；沿水流方向的纵断面的是由相同的水处理单元组串行组成，水处理单元组包含至少一个进水闸和一个出水闸；进水闸和出水闸均包含闸门槽（010）和闸门板（011）；闸门槽（010）制作在水处理单元上，所述的闸门板（011）在使用的时候安装在闸门槽（010）里。

Description

敞开式电吸附水处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种敞开式电吸附水处理设备，属于水处理技术领域，尤其适合于离子浓度高、大流量的循环水系统。

背景技术

水资源通常有三种——地表水、地下水和城市中水。

地下水和地表水多为生活饮用水源，地下水虽不加处理即可直接使用，但硬度大，易结垢，长期饮用对人体有害，用反渗透工艺制成纯净水，由于水中有益的和有害的成分全被过滤掉了，长期饮用照样对人体不利。

地表水通过加药杀菌处理后可作为城市自来水源，但传统的处理方式无法应对水源的日益污染。

中水虽被大力提倡用于工业循环水，却有硬度大和微生物含量高和氯根腐蚀设备等诸多危害，处理手段和处理成本受限，至今不能得到充分利用。

作为工业用水大户采用的循环水的补水水源，原则上地表水、地下水和城市中水皆可使用，但需采用一定的技术进行处理。

电吸附水处理方法具有投资小，运行和维护费用低，水资源利用率高等优点。

但目前采用的电吸附水处理技术不足之处也很明显：对流量、流速、浊度要求高，不宜直接处理循环水。

由于同时吸附阴阳离子，需频繁充放电，水的硬度降低有限，反而加大了电除盐难度。

因水处理量有限，需投入大量的碳纤维电极和电气设备，运行和维护费用较高。

污水排放量较大、浪费水资源。

发明内容

本实用新型是为了解决现有电吸附水处理方法的不足、尤其是循环水硬度大、易结垢、氯根高、易腐蚀等问题，在电吸附水处理方法的基础上，解决离子浓度高、大流量的循环水问题。

敞开式电吸附水处理设备是由至少一个水处理单元组成，水处理单元包括电气和机械两部分。

电气部分可以提供36伏的正、负极可交换的低压直流电源。

机械部分包括作为连接低压直流电源正极的正极连接线（001），固定连接正极连接线（001）的电极架（002），作为低压直流电源正电极的金属正电极（003），固定和放置金属正电极（003）的电极座（004），作为低压直流电源负电极的金属负极槽板（005）和V形槽板（006），作为敞开式电吸附水处理设备的底板固定架（007）等部分组成。

水处理单元的金属负极槽板（005）和V形槽板（006）构成槽形结构的过水断面，用于水处理工作的水流通道，金属正电极（003）置于两个金属负极槽板（005）的中间位置。

待处理的水体流经由金属负极槽板（005）和V形槽板（006）组成的水流通道，水体的水面线（009）在设备正常运行期间不应高于金属负极槽板（005）的上端。

在金属正电极（003）和金属负极槽板（005）、V形槽板（006）之间，通过待处理的水体形成电流通路。

在直流电流的作用下，钙、镁离子流向电源负极，使其积聚金属负极槽板（005）和V形槽板（006）附近，形成了一个很强的碱性环境区域，会加速使溶于水中的二氧化碳与钙、镁离子发生化学反应，从而生成大量的碳酸钙、碳酸镁沉淀、吸附于阴极附近，使水中的钙、镁离子减少，降低水体的硬度，使经过处理后的水质满足生产要求。

在直流电流的作用下，水中含有的氯离子会被电解氧化成游离氯或次氯酸（OCL-），还可以起到防腐、杀菌的作用。

一个水处理单元有一定的过水断面和一定的用于水处理的有效工作长度，具有相应的水处理能力和水处理质量。

水处理的水量与过水断面有关，也与过水断面内的水流速度有关，在确定水处理的能力后，根据输水渠道的有关参数即可确定所需的过水断面。

水处理单元的水处理能力不能满足要求时，需要在过水断面上并行布置相应的水处理单元。

水处理单元的水处理质量不能满足要求时，需要在沿水流方向上进行串联布置水处理单元，水处理单元的灵活布置，可以满足不同的水处理工程要求。

沿水流方向纵向串行布置的水处理单元，其断面参数应相同；垂直水流方向上并行布置的水处理单元，其断面参数可以相同，也可以不相同。

沿水流方向纵向串行布置的水处理单元，至少应有一对进水口和出水口闸门，使水处理单元的进水口和出水口闸门关闭后水处理单元内部的水体与外部的水体可以相互隔离。

正常工作的水处理单元，进出水口闸门全部敞开，水流通道内的水体在低压直流电源的作用下，在阴极附近形成大量的钙、镁离子，逐渐沉降、聚集、吸附于金属负极槽板（005）和V形槽板（006）内，形成水垢状的沉淀物。

水处理设备运行一段时间后，会在金属负极槽板（005）和V形槽板（006）内形成较多的水垢状沉淀物，就需要进行清污处理了。

清污可以采用机械刮垢的方式将水垢混入水中，也可采用电源正负极颠倒的方法将水垢从负极板槽上剥离下来，用水泵将含有水垢的水抽到岸上进行沉淀。

也可调节电流将钙、镁离子直接絮凝沉淀在水流迟缓的水底，待定期清污时清除。

为保证设备的正常工作，清污可以分组进行，一次对一组或多组水处理单元组进行处理。

进行刮垢清污处理时，需将水处理单元组的进水闸门和出水闸门关闭。

倒极处理时只需关闭出水闸门，控制电路使该组低压直流电源的正、负极切换，在反向电流的驱动下，附着在金属负极槽板（005）和V形槽板（006）上的沉淀物脱落进入水中。

利用水泵等方式将污水抽出到地面沉淀池进行沉淀处理，数小时后经沉淀处理过的澄清水仍可进行循环利用，提高水资源的利用率，做到污水零排放。

本实用新型与现有的水处理技术相比具有明显的优势，水处理单元的有效工作面积大，水处理效率高；采用矩阵式分组进行水处理，可以适应不同水量要求的水处理系统；可以分组进行清污工作，不影响用水设备的正常运行；清污处理后的澄清水仍可循环利用，基本上没有废水排放。

附图说明

图1为敞开式电吸附水处理设备平面俯视图；图2为A-A的横剖面图；图3为方案一的B-B的纵剖面图；图4为方案二的B-B的纵剖面图；图5为方案三的B-B的纵剖面图；图中编号：001-正极连接线，002-电极架，003-金属正电极，004-电极座，005-金属负极槽板，006-V形槽板，007-底板固定架，008-支架，009-水面线，010-闸门槽，011-闸门板。

具体实施方案

如图所示，本实用新型的主要发明内容是设备的机械结构部分，在控制系统提供的低压直流电源的驱动下进行工作，控制系统可以为每个水处理单元分别提供低压直流电源。

机械部分主要是围绕着低压直流电源的正、负极展开布置的。

低压电源正极部分包括正极连接线（001）、电极架（002）、金属正电极（003）、电极座（004），低压电源负极部分包括金属负极槽板（005）、V形槽板（006），还包括底板固定架（007）、支架（008）、闸门槽（010）、闸门板（011）。

闸门槽（010）制作在水处理单元上，闸门板（011）在使用的时候安装在闸门槽（010）里。

水处理单元的金属负极槽板（005）和V形槽板（006）组成一个槽状结构的水处理槽，槽宽一般在2~50厘米之间，深度一般在1~3米之间，长度一般在3米左右。

每个水处理单元的槽状结构可以提供一定截面积的水流通道。

总的处理水量及水流的速度决定需要的水流通道横截面积。

根据水流通道横截面的大小、形状，采用的水处理单元槽状结构的尺寸，确定需要并行布置多少个水处理单元。

布置在水流通道上的水处理单元的截面积可以是相同的，也可以是不相同的，以便适应不同的水流通道横截面形状。

根据用户对水处理质量的要求，沿水流方向可以串联布置多个相同槽状结构的水处理单元，进行多级的水处理，处理水流长度段可达100米左右，处理水量可达每小时十五万吨。

根据金属正电极（003）结构形状的不同，分为三种实施方案：方案一是采用柱状的金属棒状体，具体形状可以是实心金属钢材、管状金属钢材、薄钢板包芯材料、网状金属包芯材料、各种型钢材料制作而成的柱状体。

方案二是采用平面形状的金属板材。

方案三是采用平面形状的金属网状结构体。

方案具体实施时，首先根据要求处理的水量，处理的水质要求，输水渠道的流速，输水渠道的断面大小，确定输水断面需要并行布置的、沿水流方向串联布置的水处理单元数量。

设备安装完成后，在电气设备提供的低压直流电源驱动下进行水处理工作。

正常工作时，根据用户用水要求，可以控制每个单元的进水闸和出水闸的闸门板（011），使水处理单元部分或者全部工作。

正常工作一段时间后，水处理槽中会聚集一些沉淀物，沉淀物达到一定量的时候就需要进行排污了。

排污可以采用水处理单元循环进行的方式，一次对一个或多个水处理单元组进行清污，对某个水处理单元组进行清污时，将该水处理单元组进水口和出水口的闸门一起关闭，启动控制电路使低压电源的正、负极切换，在反向电流的驱动下，附着在金属负极槽板（005）和V形槽板（006）的沉淀物脱落混入水中。

利用水泵等方式将污水抽出到沉淀池进行沉淀处理，数小时后经沉淀处理过的澄清水仍可进入输水渠中循环利用。

三种具体实施方案只是金属正电极（003）结构形状的不同，在处理效率、适应条件、设备成本等方面会有不同，水处理的原理、处理方法是一样的。

以上具体实施方案只是本实用新型的具体实施例子，不表示本实用新型只能这样进行实施。

Claims

1.一种敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的敞开式电吸附水处理设备是由水处理单元组成的，水处理单元包括作为低压直流电源正电极的金属正电极（003）和作为低压直流电源负电极的金属负极槽板（005）及V形槽板（006），金属负极槽板（005）和V形槽板（006）构成槽形结构的过水断面，金属正电极（003）置于两个金属负极槽板（005）的中间位置，所述低压直流电源的正电极、负电极和过水断面内的水体形成直流电气回路。

2.根据权利要求1所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的金属正电极（003）可以是实心金属钢材的、或管状金属钢材的、或薄钢板包芯材料的、或网状金属包芯材料制作而成的柱状体。

3.根据权利要求1所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的金属正电极（003）是采用金属板材的平面形状结构体。

4.根据权利要求1所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的金属正电极（003）是采用网状金属的平面形状结构体。

5.根据权利要求1所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的敞开式电吸附水处理设备的横断面是由相同的水处理单元并行组成的。

6.根据权利要求1所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的敞开式电吸附水处理设备的横断面是由部分相同的及部分不相同的水处理单元并行组成的。

7.根据权利要求1所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的敞开式电吸附水处理设备的沿水流方向的纵断面的是由相同的水处理单元串行组成的。

8.根据权利要求7所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的串行组成的水处理单元组包含至少一个进水闸和一个出水闸，所述的进水闸和出水闸均包含闸门槽（010）和闸门板（011）。

9.根据权利要求8所述的敞开式电吸附水处理设备，其特征在于：所述的闸门槽（010）制作在水处理单元上，所述的闸门板（011）在使用的时候安装在闸门槽（010）里。