CN210825563U

CN210825563U - 螺旋电解槽电化学水处理设备

Info

Publication number: CN210825563U
Application number: CN201921674357.2U
Authority: CN
Inventors: 侯博霆; 杨作红
Original assignee: Shanxi Hefengjiahui Electrochemical Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Hainan hefengjiahui Electrochemical Engineering Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-10-09

Abstract

本实用新型涉及污水处理技术，具体为一种螺旋电解槽电化学水处理设备。解决目前电化学水处理装置使用平板状的阴阳极板存在电解效率较低、同时在平板状阴阳极上设置水流通道导致电磁场分布不均匀的问题。一种螺旋电解电化学水处理设备，包括其上开有进水口和出水口的筒体，还包括多级螺旋电极，所述多级螺旋电极包括轴、环绕固定在轴上的呈螺旋形的阴极板以及同样环绕固定在轴上的呈螺旋形的阳极板；所述轴贯穿筒体轴线设置，螺旋形的阴极板和阳极板相互交错设置且均位于筒体内部，其中阴极板与轴之间紧密连接，阳极板与轴的连接处为镂空结构构成水流通道。

Description

螺旋电解槽电化学水处理设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术，具体为一种螺旋电解槽电化学水处理设备。

背景技术

目前用于工业循环冷却水处理、污水处理的电化学方法一般是通过阴阳两电极对工业循环冷却水、污水进行电解处理，在外加电流作用下：方法1、牺牲阳极法：如电解法使阳极（阳极采用Fe、Al）在电解时产生大量的阳离子（如Fe离子、Al离子等），与氢氧根离子结合生成的Fe（OH）₂具有絮凝、吸附和沉淀的作用，能够对被处理水中的众多杂物进行絮凝、吸附、沉淀去除。方法2、电化学阴极保护法：阳极采用贵金属涂层，阻止阳极牺牲，通过电解产生的化学反应，使被处理的水中需要去除的物质在专用阴极吸附、结垢析出（比如碳酸盐、重金属），通过刮垢作用使其从阴极脱落，再通过反冲洗方法把需要去除的物质排出运行系统。

现有的中国专利“横向刮垢电化学水处理刮刀系统”（公告号CN 206553244U），公开了在筒体内部相互交错的阳极板和阴极板，在阴、阳极板上开有漏孔，以使水流通过；另外中国专利“电磁化学水处理的刮刀刮垢装置”（公布号CN 105984919 A）也公开了一种多个正极片和负极片交错布置的水处理结构，且正负极片能够绕通一个轴转动。但是上述两种技术方案中，水流在阴、阳极板表面均是直线前行，在阴、阳极板附近会形成双电层效应，会阻碍离子迁移，导致电解效率降低；而在阴极板、阳极板上设置错位过水通道，会导致电磁场分布不均，使得一部分阴阳极板无法参与到除污的工作中来，致使除污效率大大降低。

发明内容

本实用新型为解决目前电化学水处理装置使用平板状的阴阳极板存在电解效率较低、同时在平板状阴阳极上设置水流通道导致电磁场分布不均匀的问题，提供一种螺旋电解槽电化学水处理设备。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种螺旋电解槽电化学水处理设备，包括其上开有进水口和出水口的筒体，还包括多级螺旋电极，所述多级螺旋电极包括轴、环绕固定在轴上的呈螺旋形的阴极板以及同样环绕固定在轴上的呈螺旋形的阳极板；所述轴贯穿筒体轴线设置，螺旋形的阴极板和阳极板相互交错设置且均位于筒体内部，其中阴极板与轴之间紧密连接，阳极板与轴的连接处为镂空结构。

阴极螺旋板与轴形成螺旋电解槽，阳极螺旋板安装在螺旋电解槽中间且与轴之间呈镂空结构。阳极板和阴极板分别连接阴阳电极（比如通过安装在筒壁上的电极实现）污水从进水口进入，流经螺旋电解槽，从出水口流出。在污水流经螺旋电解槽的过程中，阳极板附近产生臭氧、羟基自由基等强氧化物质，杀灭水中细菌、水藻、微生物和其它有机物，从而降低水体COD。阴极板附近金属离子在电磁场作用下与水中酸根离子、氢氧根离子生成难溶性盐和碱沉积在阴极表面，从而降低水中的金属离子。沉积在阴极板上的结垢物质和重金属物质在阴极析出。阴极板、阳极板、轴和筒壁构成水流通道。本实用新型所述螺旋形电解槽的结构，水流绕着螺旋形的阴阳极板表面流动，有效避免了阴阳极板表面双电层效应的出现，离子迁移不受阻碍，提高了电解效率。同时阴极板和阳极板都是完整的极板，且对称分布，电磁场分布均匀，水处理效果好。水处理过程中，轴无需转动。

进一步的，还包括固定在筒体外侧并与筒体轴线平行的管状通道；所述管状通道通过开在筒体侧壁上的长孔与筒体内部相通；贯穿管状通道设置有活动杆，活动杆上固定有由长孔伸入通体内部的多组刮刀，每组刮刀分为一对，分别贴合该组刮刀所对应阴极板部分的两侧以及轴表面；管状通道的两端口处均固定有第一密封圈；活动杆通过外部动力实现往复运动；阴极板和阳极板在平行于轴的平面内的投影呈相位相差180度的三角函数曲线；筒体上还设有排垢口。

筒壁外还设有活动杆，活动杆上的刮刀穿过长孔伸入筒体内并与阴极板相贴合；刮刀可以随着活动杆往复运动。对应阴极板一个螺距（或者多个螺距）的部分，设有一组刮刀，该组刮刀只用于清除对应部分阴极板和轴表面上的结垢。电解槽电化学水处理一定时间后，阴极板上会有大量的结垢，清除阴极板表面和轴表面的沉积物时，螺旋槽在外力的驱动下作旋转运动，刮刀随活动杆作直线运动。通过相应的机械结构可以使刮刀的直线运动和螺旋槽的旋转运动协调一致，将结垢物质（表面沉积物）刮掉。排垢口用于排出刮下来的物质。

进一步的，阴、阳极板均呈中心开孔的螺旋结构，阴极板和阳极板的外缘与筒体内壁接近；阴极板的中心孔径与轴相匹配，阳极板的中心孔径大于轴外径，阳极板的中心孔通过绝缘支柱与轴相连接。

所述筒体水平设置，轴通过安装在筒体左右两端的轴承支撑，轴两端穿出筒体的位置处均设有第二密封圈实现密封；轴呈中空结构，轴周圈外表面为导电层，轴伸出筒体外部的一端端面安装有阳极电板，阳极电板周圈固定有绝缘垫圈，筒体外部安装有阴极电刷和阳极电刷（通过筒体外部相应的支架安装支撑），阴极电刷与轴的导电层接触，阳极电刷与阳极电板接触，轴内部设有与阳极电板相连接的阳极电缆；所述绝缘支柱内部呈与轴内部相连通的中空结构，所述阳极电缆穿过轴以及绝缘支柱内部与阳极板相连接。

阳极板通过轴内的绝缘电缆和轴端的阳极绝缘电板、阳极电刷连接电源正极，阴极板通过轴头外圆柱面和阴极电刷连接电源负极。这种结构可以保证螺旋槽在转动时，与外部电源的连接不受影响。

本实用新型通过螺旋槽结构的阴阳极板，有效避免了双电层效应的发生；阳极板与轴采用镂空结构连接，阳极板两侧与阴极板的距离均等，构成的水流通道对称分布，电磁场分布均匀。刮刀结构的独特设计，可以清除螺旋形阴极板表面的结垢物质；阴极板和阳极板采用巧妙设计的电连接结构，保障了供电的同时，还不会因为轴的转动而发生干涉。整个装置结构设计巧妙，水处理能力强，电化学反应效率高。

附图说明

图1本实用新型整体结构示意图。

图2 为图1的侧视图。

图3筒体内部局部放大示意图。

图4螺旋阴极板的结构示意图。

图5为图4的侧视图。

1-进水口，2-出水口，3-轴，4-阴极板，5-阳极板，6-管状通道，7-活动杆，8-第一密封圈，9-左刮刀，10-右刮刀，11-排垢口，12-绝缘支柱，13-轴承，14-第二密封圈，15-导电层，16-阳极电板，17-绝缘垫圈，18-阴极电刷，19-阳极电刷，20-阳极电缆，21-变速箱，22-齿轮，23-半圆柱型壳体。

具体实施方式

一种螺旋电解槽电化学水处理设备，包括其上开有进水口1和出水口2的筒体，还包括多级螺旋电极，所述多级螺旋电极包括轴3、环绕固定在轴上的呈螺旋形的阴极板4以及同样环绕固定在轴3上的呈螺旋形的阳极板5；所述轴3贯穿筒体轴线设置，螺旋形的阴极板4和阳极板5相互交错设置且均位于筒体内部，其中阴极板4与轴3之间紧密连接，阳极板5与轴3的连接处为镂空结构。

如图1、2所示，还包括固定在筒体外侧并与筒体轴线平行的管状通道6；所述管状通道6通过开在筒体侧壁上的长孔与筒体内部相通；贯穿管状通道6设置有活动杆7，活动杆7上固定有由长孔伸入筒体内部的多组刮刀，每组刮刀对应阴极板4一个螺距（也可以是多个螺距），每组刮刀分为一对，分别贴合该组刮刀所对应阴极板4部分的两侧以及轴3表面；管状通道6的两端口处均固定有第一密封圈8；活动杆7通过外部动力实现往复运动；阴极板4和阳极板5在平行于轴的平面内的投影呈相位相差180度的三角函数曲线（图3所示）；筒体上还设有排垢口11。

阴、阳极板均呈中心开孔的螺旋结构，阴极板4和阳极板5的外缘与筒体内壁接近；阴极板4的孔径与轴3相匹配，阳极板5的内圈孔径略大于轴外径，阳极板5的内圈通过绝缘支柱12与轴3相连接。

所述筒体水平设置，轴3通过安装在筒体左右两端的绝缘轴承13支撑，轴3两端穿出筒体的位置处均设有第二密封圈实现密封；轴3呈中空结构，轴3周圈外表面为导电层15，轴3伸出筒体外部的一端端面安装有阳极电板16，阳极电板16周圈固定有绝缘垫圈17，筒体外部安装有阴极电刷18和阳极电刷19，阴极电刷18与轴3的导电层15接触，阳极电刷19与阳极电板16接触，轴3内部设有与阳极电板16相连接的阳极电缆20；所述绝缘支柱12内部呈与轴3内部相连通的中空结构，所述阳极电缆20穿过轴3以及绝缘支柱12内部与阳极板5相连接。

所述轴3的另一端连接有变速箱21；活动杆7采用齿条，变速箱21同时驱动有与齿条相啮合的齿轮22和轴3；变速箱21通过外部动力驱动；这是第一种驱动方式。

所述轴3的另一端通过电机以及变速箱21驱动，活动杆采用往复气缸驱动；还包括用于控制往复气缸与电机的PLC控制柜。可以采用各种能够实现活动杆与螺旋电解槽相匹配的机构，只要能够保证刮刀的运动与螺旋电解槽的运动协调一致即可，这是第二种驱动方式。

每个刮刀均呈L型，L型刮刀的竖直段穿过筒体侧壁上的长孔与活动杆7相连接并与阴极板4的表面贴合，L型刮刀的水平段与轴3的圆柱表面相贴合。每组刮刀包括左刮刀和右刮刀，分别贴合对应阴极板部分的两侧以及轴的表面，这样能够同时刮除阴极板表面和轴表面的结垢。

筒体轴线呈竖直设置，进水口1位于筒体下端一侧，出水口2位于筒体上端一侧。如图1所示，变速箱位于下方，水流自下方进入，从上方流出，可以更充分的与电极板接触，提高电解效率。排垢口11也位于下端。

所述轴承13为陶瓷轴承。

所述筒体采用一对半圆柱型壳体23对接固定而成。具体组装时，将螺旋电解槽制作好，然后将一对半圆柱型壳体对接固定，轴以及活动杆与筒体及管状通道均做好密封。

进水口、出水口、排垢口上均设有阀门。

Claims

1.一种螺旋电解槽电化学水处理设备，包括其上开有进水口（1）和出水口（2）的筒体，其特征在于，还包括多级螺旋电极，所述多级螺旋电极包括轴（3）、环绕固定在轴（3）上的呈螺旋形的阴极板（4）以及同样环绕固定在轴（3）上的呈螺旋形的阳极板（5）；所述轴（3）贯穿筒体轴线设置，螺旋形的阴极板（4）和阳极板（5）相互交错设置且均位于筒体内部，其中阴极板（4）与轴（3）之间紧密连接，阳极板（5）与轴（3）的连接处为镂空结构，构成水流通道。

2.如权利要求1所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，还包括固定在筒体外侧并与筒体轴线平行的管状通道（6）；所述管状通道（6）通过开在筒体侧壁上的长孔与筒体内部相通；贯穿管状通道（6）设置有活动杆（7），活动杆（7）上固定有由长孔伸入筒体内部的多组刮刀，每组刮刀贴合该组刮刀所对应阴极板（4）部分的两侧以及轴（3）表面；管状通道（6）的两端口处均固定有第一密封圈（8）；活动杆（7）通过外部动力实现往复运动；阴极板（4）和阳极板（5）在平行于轴的平面内的投影呈相位相差180度的三角函数曲线；筒体上还设有排垢口（11）。

3.如权利要求1所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，阴、阳极板均呈中心开孔的螺旋结构，阴极板（4）和阳极板（5）的外缘与筒体内壁接近；阴极板（4）的中心孔径与轴（3）相匹配，阳极板（5）的中心孔径大于轴外径，阳极板（5）的中心孔通过绝缘支柱（12）与轴（3）相连接。

4.如权利要求3所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，所述轴（3）通过安装在筒体两端的轴承（13）支撑，轴（3）两端穿出筒体的位置处均设有第二密封圈实现密封；轴（3）呈中空结构，轴（3）周圈外表面为导电层（15），轴（3）伸出筒体外部的一端端面安装有阳极电板（16），阳极电板（16）周圈固定有绝缘垫圈（17），筒体外部安装有阴极电刷（18）和阳极电刷（19），阴极电刷（18）与轴（3）的导电层（15）接触，阳极电刷（19）与阳极电板（16）接触，轴（3）内部设有与阳极电板（16）相连接的阳极电缆（20）；所述绝缘支柱（12）内部呈与轴（3）内部相连通的中空结构，所述阳极电缆（20）穿过轴（3）以及绝缘支柱（12）内部与阳极板（5）相连接。

5.如权利要求4所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，所述轴（3）的另一端连接有变速箱（21）；活动杆（7）采用齿条，变速箱（21）同时驱动有与齿条相啮合的齿轮（22）；变速箱（21）通过外部动力驱动。

6.如权利要求4所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，所述轴（3）的另一端通过电机以及变速箱（21）驱动，活动杆（7）采用往复气缸驱动；还包括用于控制往复气缸与电机的PLC控制柜。

7.如权利要求4所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，每个刮刀均呈L型，L型刮刀的竖直段穿过筒体侧壁上的长孔与活动杆（7）相连接并与阴极板（4）的表面贴合，L型刮刀的水平段与轴（3）的圆柱表面相贴合。

8.如权利要求1~6任一项所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，筒体轴线呈竖直设置，进水口（1）位于筒体的下端，出水口（2）位于筒体上端。

9.如权利要求4或5或6所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，所述轴承（13）为绝缘轴承。

10.如权利要求1~6任一项所述的螺旋电解槽电化学水处理设备，其特征在于，所述筒体采用一对半圆柱型壳体（23）对接固定而成。