CN212655527U - 一种溢流式电化学水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种溢流式电化学水处理设备，包括箱体、安装在箱体内部的阴极板及阳极板；箱体顶部敞开，箱体内部下方安装有进水管、上方安装有出水槽；箱体内部位于进水管上方设置有多个与进水管连通的反应室，每个反应室间隔且竖直安装有阴极板及阳极板；待处理水体从进水管进入箱体后以上升流形式溢流入各个反应室进行电化学处理，之后继续向上溢流直至从排水管排出。循环水在设备内部的路径为溢流直流式路径，相较于S型折流式水路其水流处理路径短、水流流经箱体速度慢，阴极板对水垢的吸附效力提高，由此提高了设备反应效率；箱体顶部敞口式设置使箱体内部承受较小的水压，设备处理能力不受水压限制、具有较大的水处理能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学水处理设备技术领域，尤其涉及一种溢流式电化学水处理设备。
背景技术
目前，国内对于工业循环水处理系统，普遍使用投加水质稳定药剂来提高循环水系统的浓缩倍数，从而减少新水补充水量和排污处理。传统的水质稳定药剂主要包括：缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等，用于控制循环水系统中管道及设备的结垢和腐蚀，除了每年用于水质处理的药剂费用昂贵和运行成本高之外，还存在着以下问题：(1)化学药剂使用量较大，其运输和储存过程中会污染环境；(2)药剂本身会在循环水系统中形成悬浮物和沉淀，污染循环水水质；(3)投加药剂后会引起循环水系统电导率的升高，加速系统排污；(4)排污水由于含有水处理药剂，随着工业污水的排放会对环境产生二次污染。
为了使上述问题得到解决和改善，国内外研究人员提出并完善了一种“高级氧化技术”方法以用于循环冷却水的处理，这种方法通过综合利用光、声、电、磁或无毒试剂催化氧化技术进行有机污水的处理，得到了良好的效果。高级氧化技术法能够处理之前较难降解且对生物环境危害较大的有机污染物成分，从而成为当前污水处理研究和应用的前沿。而电化学水处理技术作为高级氧化技术的一种，由于其清洁、环境友好、用水量少等优点成为工业循环冷却水处理技术的一个很好的选择。
电化学水处理技术是指在外加电场的作用下，在特定的电化学水处理设备内，通过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程，产生大量的自由基，进而利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的技术过程，作为一种清洁的处理工艺，电化学技术与其他水处理技术相比，具有无法比拟的优点，是现在解决工业水处理领域使用化学药剂所带来的负面问题的重要方法。电化学循环水水质稳定处理技术的缓蚀、阻垢、杀菌灭藻效果好，应用这种技术的循环水不需要投加任何化学药剂，且强制排污水量少，不仅可以节约药剂费和补水费，而且有很好的节能减排和环境保护效果。
现有技术中使用的电化学水处理设备，为了实现水处理，由直流电源提供直流电，在阳极板接入正极，在阴极板接入负极，进行电化学反应，反应过程中阴极上产生大量OH-，在OH-参与下，在阴极表面上产生还原反应，合成CaCO3(Ca2++CO3 2-＝CaCO3↓)和Mg(OH)2及其他难溶性物质，这些难溶性物质直接附着在阴极上，形成结垢层；阳极板表面则发生氧化反应，产生大量活性氧化物质，如OH-、Cl-及O3、H2O2、Cl2、HClO等物质进行杀菌、灭藻、除垢。
现有电化学水处理设备中，待处理的循环水多以S型折流式水路路径流经设备反应区，例如公开号为CN209367873U(公开日2019年9月10日)的中国专利公开的一种电化学水处理装置，其通过在阴极板上加工出交错的过水孔而形成S型曲线折流水道，循环水从进水口进入设备箱体内后通过过水孔以S型路径逐渐充满整个箱体后从出水口流出。由于折流式水路路径延长了水流处理路程，因此相同箱体体积、相同处理时间则要求水流以较快的速度流经箱体，致使水流易对集聚在阴极板附近的成垢物质形成冲刷，由此导致设备的处理效率降低。此外，该设备的箱体为封闭式箱体，在水处理过程中箱体内部承受较大的水压，由此限制了单台电化学水处理设备的处理能力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种溢流式电化学水处理设备，以解决目前现有电化学水处理设备水处理效率低、处理能力小的技术问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种溢流式电化学水处理设备，包括箱体、安装在所述箱体内部的阴极板及阳极板、与所述箱体连通的进水管；其特征在于：所述箱体顶部敞开，所述水处理设备还包括与所述箱体连通的出水槽，所述箱体内部下侧安装有所述进水管，所述箱体上侧安装有所述出水槽；所述箱体内部位于所述进水管上方设置有多个与所述进水管连通的反应室，每个所述反应室间错且竖直安装有至少一块阴极板及至少一块阳极板；待处理水体从进水管进入箱体后以上升流形式溢流入各个反应室进行电化学处理，之后继续向上溢流直至从所述出水槽排出所述箱体外。
作为优选：在所述进水管上开设有与各个所述反应室一一对应并与所对应反应室相连通的通水孔。
作为优选：所述进水管的一端为供待处理水体进入的进水端，各个所述通水孔的孔径从所述进水管的进水端至其另一端逐渐增大。
作为优选：所述电化学水处理设备具有多根所述出水槽，多根所述出水槽并排且等间距设置。
作为优选：所述电化学水处理设备还包括除垢机构，所述除垢机构包括电机、减速机、刮刀，所述电机能够通过所述减速机驱动所述刮刀运动，所述刮刀在运动时能够将附着在所述阴极板表面上的结垢刮除。
作为优选：所述电化学水处理设备还包括供被刮除的水垢沉积的积垢斗。
作为优选：所述电化学水处理设备还包括安装在所述积垢斗上的气泵，所述气泵能够向沉积到所述积垢斗中的水垢输送压力气体。
作为优选：所述电化学水处理设备还包括与所述积垢斗连通的排垢管，沉积到所述积垢斗中的水垢能够通过所述排垢管排出所述箱体。
作为优选：所述电化学水处理设备还包括设置在所述箱体内部位于所述反应室上方的三相分离器，水流流经反应室后继续上升经过所述三相分离器，所述三相分离器能够将上升水流中的固体及反应时生成的气体进行分离，被分离出来的固体向所述箱体下部沉积，被分离出来的气体被排至所述箱体外。
本实用新型的电化学水处理设备待处理水体从下部进水管以上升流形式溢流入各个反应室进行电化学水处理，之后继续向上溢流直至从出水槽排出。循环水在设备内部的水路路径为溢流直流式路径，相较于S型折流式水路路径其水流处理路程缩短、循环水流经箱体的速度可以相应减慢，由此减轻了水流对阴极板附近成垢物质的冲刷效应，阴极板对垢的吸附能力提高，因此设备的处理效率得以提高；且采用直流式路径无需在电极板上加工过水孔，降低了电极板的加工难度及成本。此外，该设备的箱体顶部为敞口式设置，在水处理过程中箱体内部承受较小的水压，电化学水处理设备的处理能力不受水压限制，可以增大反应室的体积，具有较大的水处理能力；同时可减少进水泵的压力需求、能够降低能耗，且可降低箱体的制造成本和加工难度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型溢流式电化学水处理设备的结构示意图；
图2是本实用新型溢流式电化学水处理设备的剖视结构示意图；
图3是本实用新型溢流式电化学水处理设备的主视剖视图；
图4是本实用新型溢流式电化学水处理设备的侧视剖视图；
图5是本实用新型溢流式电化学水处理设备的俯视图；
主要标件与标号：
箱体：11；阴极板：121；阳极板：122；进水管：131；通水孔：1311；出水槽：132；除垢机构：14；电机：141；刮刀：142；转轴：143；积垢斗：15；气泵：151；排垢管：16；三相分离器：17；
外箱体：5。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例
图1至图5为本实施例溢流式电化学水处理设备的结构示意图，如图1至5所示，所述溢流式电化学水处理设备包括箱体11、安装在所述箱体11内部的阴极板121及阳极板122、与所述箱体11连通的进水管131及出水槽132。
所述箱体11顶部敞开，所述箱体11内部下侧安装有所述进水管131，所述进水管131横贯整个箱体内部并从所述箱体的一侧壁穿出，其穿出的一端为进水管131的进水端，出水槽132则安装在所述箱体11前壁的上侧。
所述箱体11内部位于所述进水管131上方设置有多个与所述进水管131连通的反应室，每个所述反应室中安装有至少一块阴极板121及至少一块阳极板122，阴极板121及阳极板122交错、间隔且竖直安装在所述反应室内，阴极板121及阳极板122之间相互平行。
待处理水体从进水管131进入箱体11后以上升流形式溢流入各个反应室进行电化学处理，之后继续向上溢流直至从所述出水槽132排出所述箱体11外。
作为优选，在所述进水管131上开设有与各个所述反应室一一对应并与所对应反应室相连通的通水孔1311。待处理水体从进水管131进水端进入后通过所述通水孔1311以上升流形式溢流入各个反应室进行电化学处理。设置通水孔使循环水在进入反应室时需从通水孔中漫出，由此可以减慢水流速度，延长电化学反应时间。
作为优选，所述进水管131的一端为供待处理水体进入的进水端，各个所述通水孔1311的孔径从所述进水管131的进水端至其另一端逐渐增大。由于进水管进水端的水压要大于其另一端的水压，通水孔的孔径从进水端至另一端逐渐增大能够配合从进水端至另一端逐渐减小的水压，从而使待处理的循环水能够被均匀的分配至各反应室。作为优选，出水槽132并排设置有多根，且各出水槽之间的间距相等。出水槽如此设置能够使经处理的循环水从箱体中多点、均匀的排出。
所述电化学水处理设备还包括除垢机构14，所述除垢机构14包括电机141、减速机、刮刀142，所述电机141的输出端与所述减速机的输入端传动连接，所述电机141能够通过所述减速机驱动所述刮刀142运动，所述刮刀142在运动时能够将附着在所述阴极板121表面上的结垢刮除。
作为优选，所述除垢机构14还包括转轴143，在所述阴极板121、阳极板122的中心位置开设通孔，所述转轴143穿设于所述通孔中，所述转轴143、阴极板121、阳极板122相互之间不接触或通过阴极绝缘护套或阳极绝缘护套进行绝缘。所述转轴41的两端设置有轴承，所述转轴143的两端分别通过所述轴承支撑在所述箱体11的两端壁上。
所述减速机的输出端与所述转轴143的一端传动连接，所述电机141能够通过所述减速机驱动所述转轴143以自身轴线为旋转轴转动，所述刮刀142固定在所述转轴143上，各个所述阴极板2的两侧均设置有所述刮刀142，且所述刮刀142的刀刃朝向所述阴极板121的表面，所述刮刀142随所述转轴143转动时能够将与之对应的所述阴极板2表面上的结垢刮除。本实施例的除垢机构14在工作时，转轴142由电机141通过减速机驱动其进行转动，带动刮刀142旋转，刮刀142将阴极板121的左右表面上的结垢刮除，从而实现在圆形的阴极板2两面自动刮垢。
在使用该电化学水处理设备进行水处理时，将电源的输出正极与所述阳极板相连，将电源的输出负极与阴极板相连，电源接通后箱体内间隔设置的阳极板及阴极板之间形成电场，从而使流经箱体内部的水发生电化学反应，实现除垢脱盐、杀菌灭藻、防腐等作用，所脱除的水垢积结在阴极板上，通过旋转刮刀去除，进而通过排垢管输送到箱体外部。
作为优选，所述电化学水处理设备还包括多个供被刮除的水垢沉积的积垢斗15，积垢斗15安装在箱体11的内部下方。所述电化学水处理设备还包括与所述积垢斗15连通的排垢管16，排垢管16位于箱体11内部并设置在所述积垢斗15的下方，排垢管16的一端从箱体11穿出，沉积到所述积垢斗15中的水垢能够通过所述排垢管16排出所述箱体11。
作为优选，所述电化学水处理设备还包括安装在所述积垢斗15上的气泵151，所述气泵151能够向沉积到所述积垢斗15中的水垢输送压力气体。沉积到积垢斗15中的水垢易在箱体内水压的作用下被压附在积垢斗的斗壁及排垢口处从而将积垢斗的排垢口堵塞，影响积垢斗内水垢的排出。通过气泵151向水垢输送压力气体可以使水垢从斗壁及排垢口处松脱，从而有效的防止积垢斗被沉积的水垢堵塞、便于水垢从积垢斗顺利进入排垢管而排出箱体11。
作为优选，所述电化学水处理设备还包括设置在所述箱体11内部位于所述反应室上方的三相分离器17，水流流经反应室后继续上升经过所述三相分离器17，通过控制进水的流速流量，所述三相分离器17能够将上升水流中的固态杂质及反应时生成的气体进行分离，被分离出来的固态杂质向所述箱体11下部的积垢斗内沉积，被分离出来的气体被排至所述箱体11外。通过三相分离器17将箱体内的水进行气液固分离，水经过三相分离器17后继续向上运行，之后从出水槽132中流出。反应过程中产生的废气经过三相分离器17分离出来，再排出箱体，以减少气体对水处理设备出水效果的影响。同时，三相分离器17还可以将未沉淀到积垢斗中的水垢以及未被电化学反应完全脱除的固态成垢物质、固态腐蚀物等物质截留在箱体内，以进一步保证水处理设备的水处理效果。
作为优选，所述三相分离器17由非金属耐腐蚀材料或金属外附耐腐蚀材料制成，所述三相分离器分二至三层叠加排放。
作为优选，电化学水处理设备具有外箱体5，设备诸如箱体11等有其它构件均安装在所述外箱体5内部。设置外箱体5方便对电化学水处理设备进行整体的吊装及运输。
本实施例的电化学水处理设备采用下部进水方式进水，由进水管均匀分配至各反应室。各反应室之间彼此独立，有别于其它电化学水处理设备的折流式反应区，本实用新型采用升流式溢流出水设计，设备中水流速度减慢，减少了水流对阴极板已形成水垢的冲刷，提高了阴极板对水垢的吸附效率，由此提高了整个水处理设备的反应效率。箱体采用敞开式设计，处理能力不受压力设计限制，同时设备采用多个反应室集成化设计，可实现大处理能力，处理能力(以循环水系统循环量计)可达到20000m3/h～50000m3/h。
本实施例电化学水处理设备在工作时，循环水系统中待处理水经与设备相匹配的水泵(水泵可以为管道泵或潜水泵)提升从下部的进水管进入设备箱体的各个反应室内；循环水在反应室中经电化学反应去除水体中的成垢物质和一定量的腐蚀因子，以上升流形式流经三相分离器，上升水流中带来的固态杂质及反应时生成的气体通过三相分离器进行沉降分离；经过沉降的水通过箱体的出水槽重新进入循环水系统；在经过一定时间的电化学反应形成的固态水垢附着于阴极板上，通过除垢机构将结垢从阴极上刮下，下沉至积垢斗；沉降至积垢斗内的水垢能够通过排垢管排出箱体外。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种溢流式电化学水处理设备，包括箱体(11)、安装在所述箱体(11)内部的阴极板(121)及阳极板(122)、与所述箱体(11)连通的进水管(131)；
其特征在于：所述箱体(11)顶部敞开，所述水处理设备还包括与所述箱体(11)连通的出水槽(132)，所述箱体(11)内部下侧安装有所述进水管(131)，所述箱体(11)上侧安装有所述出水槽(132)；
所述箱体(11)内部位于所述进水管(131)上方设置有多个与所述进水管(131)连通的反应室，每个所述反应室间错且竖直安装有至少一块阴极板(121)及至少一块阳极板(122)；
待处理水体从进水管(131)进入箱体(11)后以上升流形式溢流入各个反应室进行电化学处理，之后继续向上溢流直至从所述出水槽(132)排出所述箱体(11)外。
2.根据权利要求1所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：在所述进水管(131)上开设有与各个所述反应室一一对应并与所对应反应室相连通的通水孔(1311)。
3.根据权利要求2所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述进水管(131)的一端为供待处理水体进入的进水端，各个所述通水孔(1311)的孔径从所述进水管(131)的进水端至其另一端逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学水处理设备具有多根所述出水槽(132)，多根所述出水槽(132)并排且等间距设置。
5.根据权利要求1所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学水处理设备还包括除垢机构(14)，所述除垢机构(14)包括电机(141)、减速机、刮刀(142)，所述电机(141)能够通过所述减速机驱动所述刮刀(142)运动，所述刮刀(142)在运动时能够将附着在所述阴极板(121)表面上的结垢刮除。
6.根据权利要求5所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学水处理设备还包括供被刮除的水垢沉积的积垢斗(15)。
7.根据权利要求6所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学水处理设备还包括安装在所述积垢斗(15)上的气泵(151)，所述气泵(151)能够向沉积到所述积垢斗(15)中的水垢输送压力气体。
8.根据权利要求7所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学水处理设备还包括与所述积垢斗(15)连通的排垢管(16)，沉积到所述积垢斗(15)中的水垢能够通过所述排垢管(16)排出所述箱体(11)。
9.根据权利要求5所述的溢流式电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学水处理设备还包括设置在所述箱体(11)内部位于所述反应室上方的三相分离器(17)，水流流经反应室后继续上升经过所述三相分离器(17)，所述三相分离器(17)能够将上升水流中的固体及反应时生成的气体进行分离，被分离出来的固体向所述箱体(11)下部沉积，被分离出来的气体被排至所述箱体(11)外。
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|---|---|---|---|
| CN202021122609.3U CN212655527U (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种溢流式电化学水处理设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114180677A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 大连理工大学 | 一种电化学除垢装置 |
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- 2020-06-17 CN CN202021122609.3U patent/CN212655527U/zh active Active
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