CN2099752U - 铝空电凝聚降氟装置 - Google Patents

Abstract

一种铝空电凝聚降氟装置，由盛液反应池、正负 极件、过滤器所组成。盛液反应池中盛有高氟水，在 其下部开有出水口，通过管路与过滤器相通，正负极 件置于高氟水中用导线连接。负极件为食用铝，正极 件是用粘合材料、碳素传导材料、催化材料混匀制作 成的敞口的空腔体。本装置的正极件用空气去除自 身的极化，在正负极间产生自然电位差，使得负极不 断发生溶解，生成新生态氢氧化铝胶体，吸附作为电 池液的高氟水中的氟离子并与其共沉淀、达到降氟的 目的。

Description

本实用新型涉及一种用电化学方法处理高氟水的装置，特别涉及一种用铝空电凝聚方法降氟的装置。

长期饮用高氟水会引起氟中毒，轻者引起斑釉齿，重者导致氟骨症，造成上下肢弯曲、驼背、截瘫等疾患，使人丧失劳动能力，严重危害人们的身体健康，影响国民经济发展。我国是氟病发病率较高较广的国家，全国约有991个县发生氟中毒病，约有7274万人受害。目前所采用的处理高氟水的方法可归纳为三类：其一为混凝沉淀法即在高氟水中添加铝盐、石灰等化学剂生成铝的氢氧化物胶体来吸附氟离子沉淀，达到降氟目的。此法虽使用方便，但它使水质发生变化，处理后的水中氯化物、硫酸盐及铝离子含量明显增加，从而影响水质，且此方法需对原水的PH值进行调整，因此对使用者的化学知识有一定要求，从而对推广应用造成了一定的局限性，尤其对于知识缺乏的边远山区更不易推广应用。其二为滤层吸附法，它用天然沸石、活性氧化铝、离子交换树脂滤料作吸附剂去吸附氟离子。此方法降氟效果好，但很复杂，首先必须有相应的设备，而且滤料对氟的吸附能力有限，一旦达到吸附饱和，就失去了降氟效果，必需对其进行活化和再生，且处理工艺较复杂，亦不适于推广使用。其三为电化学方法，即采用电解铝生成氢氧化铝胶体吸附氟离子沉淀达到降氟的目的。此法耗能大，对无电地区无法实施。

本实用新型的目的是要克服上述的不足之处，提供一种不但降氟效果好，且不用电源、不影响水质、使用方便的处理高氟水装置。

本实用新型是这样构思的：它为一种原电池装置，其负极为铝，正极为能以空气作为去极剂的材料，以高氟水作为电池液，将正、负极用导线连接，靠其之间自然电位差，正极以空气作为去极剂，使得负极不断发生溶解，生成新生态氢氧化铝胶体，从而使高氟水中的氟离子与其共沉淀，而沉淀物是很容易清除的，从而达到本实用新型的目的。本实用新型的特征就在于，它由盛液反应槽、正负极件、过滤器所组成；盛液反应槽中放有高氟水，并开有出水口通过管路与过滤器相通，正负极件置高氟水中用导线连接；其负极件为食用铝，正极件为：

a.材料成份：由粘合材料、碳素传导材料、催化材料所组成，其中粘合材料为聚四氟乙烯或聚乙烯，碳素材料为乙炔黑、石墨粉、活性炭粉之中的一种或一种以上的组合，催化材料为低于碳素析氢超电位的金属粉及二氧化锰之中的一种或一种以上的组合，以二氧化锰和镍粉为最佳；

b.成份含量：粘合材料20％－30％，碳素传导材料60％－80％，催化材料≤10％；

c.材料加工：将所选材料混合均匀，用200－400kg／cm²的压强，120℃－200℃的高温模压成型，或用上述压强与温度，以铜丝网或镀银的铜丝网作为格架进行压制；

d.正极件形状：敞口的空腔体如管状、空心板状，其壁厚以2～3cm为佳；还可以用聚乙烯或聚四氟乙烯做的框架，框架的上、前、后面为空的，下、左、右面为实的，将两张制成片状的正极材料热压在框架的前、后面，构成敞口的空腔体；

正极件材料还可采用经化学处理去除其对人体有害成份的铝空电池正极片。本实用新型的特征还在于它的盛液反应池的底部为漏斗形；盛液反应池还可分为反应槽与沉淀净化池两部分，之间用连通管相通，并在连通管上装有连通阀；本实用新型的过滤器为过滤材料为砂子的净化过滤器，或过滤材料为麦饭石的矿化过滤器。

本实用新型的优点在于，与现有降氟方法、装置相比，具有很强的适用性；它无需电源，使用方便简单，且使用者不需具有化学知识，特别适用于贫困山区、无电区域；它的正负极件的大小、数量可根据含氟量的多少、用户要求处理时间的长短而随意选择，盛液反应池的大小、形状宜可根据实际需要任意选择而并不影响处理效果，满足了社会供水、集体食堂、家庭用户等不同的需要；本实用新型还可用来在高氟水地区生产矿泉水；用本实用新型提供的装置降氟后的水质达到了国家饮用水标准，其处理前后的水质分析数据见下表：

    ＊为矿泉水标准。

下面将结合附图给出本实用新型的实施例。

实施例1：图1为家庭用本实用新型的结构示意图。如图所示，盛液反应池分为反应槽（4）、沉淀净化池（3）上下两部分，其之间由连通管（8）接通；沉淀净化池（3）下部为漏斗形，开有出水口（12），斗底部有排污阀（9）；过滤器（2）由管路与出水口（12）相通；反应槽（4）上开有进水口（5），反应槽（4）内置有正极件（10）、负极件（7）；负极件（7）为3片15×14cm²的食用铝板，与两个正极件（10）间隔而放，如图1所示；图2为正极件（10）的剖面结构图，如图所示，在正极件（10）的中间有透气孔（14），用以保证反应时正极件（10）能与空气接触，它是这样构成的：由80％的活性碳，加4％的二氧化锰、1％的镍粉作为催化剂，用15％的聚乙烯作为粘合剂，将它们混合均匀，以铜丝网作为格架，经250kg／cm²的压强，130℃的高温压制成14.5×15.6cm²、其横剖面结构如图2所示空心板；将正负极件用导线（6）相联接。将20kg的高氟水通过进水口（5）放入反应槽（4）中，既开始发生反应，负极件（7）发生阳极溶解，生成氢氧化铝絮状物凝聚水中氟离子共沉淀，经反应2小时后，水中氟降至0.67mg／l，达到饮用水标准；如图1所示打开联通管（8）上的联通阀（11），将水放入沉淀净化池（3）中，静止1小时左右，待凝聚物沉淀后，打开出水口（12）处的排水阀（13），沉淀净化池（3）中上部的净水即通过过滤器（2），过滤掉残余的絮凝物，流到盛水桶（16）中的清水即为达国标的饮用水；打开排污阀（9）即可放掉沉淀在沉淀净化池（3）斗底部的沉积物。

实施例2：图4为本实用新型的又一形式，如图所示，盛液反应池（1）中置有正、负极件（10、7）它们短路相接，间隔相置，盛液反应池（1）的下部开有出水口（12），并设排水阀（13）；当将高氟水注入盛液反应池（1）时，正负极间依靠其自然电位差开始反应；当降氟达标后，打开排水阀（13），先排除沉积物，再将水流经由过滤材料为麦饭石的过滤器（2），即过滤掉残余氢氧化铝絮状物，而将麦饭石中的对人体有益的元素锌、锶等溶出，流到盛水桶（16）中的水即为矿泉水。本装置的负极件（7）为食用铝板，正极件（10）如图3所示，是用聚乙烯做成一个左右下面为实、前后上面为空的框架（15），将铝空电池的正极片经化学处理，去除对人体有毒有害元素后，热压在框架（15）的前后两面，构成一个上面开口的空腔体，此种形状使得正极件（10）即与电池液高氟水接触又同时与空气接触，保证了正极能不断地以空气作为去极剂去除本身的极化，使负极不断发生阳极溶解，使得反应能持续进行。

Claims (8)

1、一种铝空电凝聚降氟装置，其特征在于，它由盛液反应槽(1)、正、负极件(10、7)、过滤器(2)所组成；盛液反应槽(1)的下部开有出水口(12)，通过管路与过滤器相通，高氟水盛在盛液反应池(1)中，正、负极件(10、7)置于高氟水中并用导线连接；其负极件(7)为食用铝；正极件(10)为：a.材料成份：由粘合材料、碳素传导材料、催化材料所组成，其中粘合材料为聚四氟乙烯或聚乙烯，碳素材料为乙炔黑、石墨粉、活性炭粉之中的一种或一种以上的组合，催化材料为低于碳素析氢超电位的金属粉及二氧化锰之中的一种或一种以上的组合；b.成份含量：粘合材料20%-30%，碳素传导材料60%-80%，催化材料≤10%；c.材料加工：将所选材料混合均匀，用200-400kg/cm²的压强，120℃-200℃的高温模压成型；d.正极件形状：敞口的空腔体如管状、空心板状，其壁厚以2～3cm为佳。

2、根据权利要求1所述的降氟装置，其特征在于它所说的正极件（10）的催化材料以二氧化锰和镍粉为最佳。

3、根据权利要求1或2所述的降氟装置，其特征在于它的正极件（10）中有铜丝网或镀银的铜丝网的格架。

4、根据权利要求1所述的降氟装置，其特征在于它的正极件（10）的形状是由用聚乙烯或聚四氟乙烯做的框架，框架的上、前、后面为空的，下、左、右面为实的，将两张制成片状的正极材料热压在框架的前、后面，构成敞口的空腔体。

5、根据权利要求1或4所述的降氟装置，其特征在于它的正极件（10）的材料是经化学处理去除对人体有害成份的铝空电池正极片。

6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的降氟装置，其特征在于它的盛液反应池（1）的底部为漏斗形。

7、根据权利要求1或6所述的降氟装置，其特征在于它的盛液反应池（1）分为反应槽（4）与沉淀净化池（3）两部分，之间用连通管（8）相通，并在连通管（8）上安有连通阀（11）。

8、根据权利要求1或7所述的降氟装置，其特征在于它的过滤器（2）为过滤材料为砂子的净化过滤器，或过滤材料为麦饭石的矿化过滤器。

Images