CN214990935U - 一种用于河道水治理的电化学处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能用于河道水治理的电化学处理装置，包括移动基座，所述移动基座上设置有依次连接的抽液管、抽液泵、进液管、电化学搅拌箱、栅格箱、电化学氧化箱和生物反应器；所述电化学搅拌箱的下方设置有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上固定连接有转轴，所述转轴上固定连接有第一阴极板，所述电化学搅拌箱的上端开设有滑槽，所述滑槽上滑动连接有第一阳极板，所述电化学氧化箱内设置有电化学模块。本实用新型能够有效避免二次污染或新的污染，通过采用移动基座，对不同河道进行治理时无需反复拆装设备，使用较为方便，此外可根据实际处理量设定电化学搅拌箱中阳极板和阴极板之间的间距和电化学氧化箱中电化学模块的数量，能耗相对较低。

Description

一种用于河道水治理的电化学处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置，尤其是一种用于河道水治理的电化学处理装置。

背景技术

近年来，随着环境污染形势的加剧，被污染的河道水也日益增多，河道水被污染之后会形成黑臭水体，严重影响人们的生活环境质量。

目前用于河道水污染治理的方法主要有：物理去除法和化学还原法，其中，物理去除法主要是对污染物进行浓缩或转移，并未真正降解污染物，所以会产生二次污染物，二次污染物可能更加难以去除；化学还原法在处理过程中反应条件有较高的控制要求，而且大多数化学方法需要添加催化剂，由此可能会引入新的污染物。

申请公布号为CN108275840A的中国发明专利申请公开了一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，其通过电化学方法对河道水进行治理有效避免二次污染或新的污染，然而其采用的是固定式的设备，在不同的河道使用时需要反复拆装，使用较不方便，且其电化学治理设备难以根据实际处理水量进行调整，能耗相对较高。

有鉴于此，本申请人对上述问题进行了深入的研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够避免二次污染或新的污染、使用方便且能耗相对较低的用于河道水治理的电化学处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于河道水治理的电化学处理装置，包括直流电源和底部设置有多个行走轮的移动基座，所述移动基座上设置有依次连接的抽液管、抽液泵、进液管、电化学搅拌箱、栅格箱、电化学氧化箱和生物反应器；

所述电化学搅拌箱的下方设置有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上固定连接有穿插在所述电化学搅拌箱内的转轴，所述转轴上固定连接有两个以上以所述转轴为中心匀布的第一阴极板，所述电化学搅拌箱的上端开设有滑槽，所述滑槽上滑动连接有两个穿插在所述电化学搅拌箱内且分别位于所述第一阴极板两侧的第一阳极板，所述第一阳极板和所述第一阴极板分别与所述直流电源电连接，所述电化学氧化箱内设置有一个以上与所述直流电源电连接的电化学模块。

作为本实用新型的一种改进，所述转轴为空心绝缘轴，且下端位于所述电化学搅拌箱外侧，所述转轴的下端套设有与所述电化学搅拌箱相对固定布置的导电环，所述转轴的下端还穿插有一端抵顶在所述导电环上的导电柱，所述导电柱远离所述导电环的一端通过穿插在所述转轴的内孔中的导线与各所述第一阴极板电连接，所述导电环与所述直流电源电连接。

作为本实用新型的一种改进，所述进液管的一端从所述电化学搅拌箱的上部穿入所述电化学搅拌箱，且所述进液管穿入所述电化学搅拌箱的一端设置有喷头，所述喷头正对其中一个所述第一阳极板。

作为本实用新型的一种改进，所述栅格箱内设置有多个竖直布置且水平依次排列的栅格板，所述栅格箱的一侧通过连接管道在所述电化学搅拌箱的下部与所述电化学搅拌箱连通，另一侧通过管道与所述电化学氧化箱的上端连接，多个所述栅格板的栅距相对靠近所述进水管的一侧向另一侧方向逐渐增大。

作为本实用新型的一种改进，所述电化学模块包括穿插在所述电化学氧化箱内的反应筒、设置在所述反应筒的内腔底部的进水室、设置在所述反应筒的内腔且位于所述进水室上方的网格布以及分别竖直穿插在所述反应筒内且都位于所述网格布上方的第二阳极板、第二阴极板和网格隔板，所述进水室的侧壁开设有与所述电化学氧化箱的内腔连通的穿孔，所述第二阳极板和所述第二阴极板相对布置，各所述网格隔板从所述第二阳极板向所述第二阴极板方向依次等间距布置，所述第二阳极板和相对靠近所述第二阳极板的所述网格隔板、所述第二阴极板和相对靠近所述第二阴极板的所述网格隔板以及相邻的两个所述网格隔板之间都填充有吸附填料。

作为本实用新型的一种改进，所述电化学模块还包括送风机，所述送风机的出风口连接有送风管道，所述送风管道从上往下穿入所述电化学氧化箱，并在所述反应筒位于所述吸附填料下方的位置处与所述反应筒的内腔连通。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过采用电化学的方法对河道水进行治理有效避免二次污染或新的污染，通过采用具有行走轮的移动基座，对不同河道进行治理时无需反复拆装设备，使用较为方便，此外，通过在电化学搅拌箱设置滑槽，在电化学氧化箱设置电化学模块，可根据实际处理量设定电化学搅拌箱中阳极板和阴极板之间的间距以及电化学氧化箱中电化学模块的数量，能耗相对较低。

2、通过设置栅格箱，可以有效去除废水中含有的体积相对较大的颗粒状污染物。

附图说明

图1为本实用新型用于河道水治理的电化学处理装置的结构示意图，图中省略部分零部件；

图2为本实用新型中电化学氧化箱位置的结构示意图。

图中对应标示如下：

10-直流电源； 20-移动基座；

21-抽液管； 22-抽液泵；

23-进液管； 30-电化学搅拌箱；

31-第一阳极板； 32-第一阴极板；

33-搅拌电机； 34-转轴；

35-导电环； 40-栅格箱；

50-电化学氧化箱； 51-反应筒；

52-进水室； 53-网格布；

54-第二阳极板； 55-第二阴极板；

56-网格隔板； 57-出水管；

58-送风机； 59-送风管道；

60-生物反应器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对实用新型做进一步的说明：

如图1-图2所示，本实施例提供一种用于河道水治理的电化学处理装置，包括直流电源10和底部设置有多个行走轮的移动基座20，其中，直流电源10可以只设置一个，也可以有多个，可根据实际需要确定，直流电源10可以采用常规的电源，也可以利用整流器将交流电转换为直流电作为电源使用。

移动基座20可以直接采用平板半挂车的车体，便于运送到不同的地点。移动基座20上设置有依次连接的抽液管21、抽液泵22、进液管23、电化学搅拌箱30、栅格箱40、电化学氧化箱50和生物反应器60；此外，在本实施例中，移动基座20上还设置有用于为各耗电设备供电的交流发电机，直流电源10为可充电电源，通过交流发电机为其充电，这样整个电化学处理装置无需外部电源，便于对河道水进行应急治理。

抽液管21为软管，便于收放，进液管23为硬质管，以确保进水稳定。进液管23的未与抽液泵23连接的一端从电化学搅拌箱30的上部穿入电化学搅拌箱30，且进液管23穿入电化学搅拌箱30的一端设置有喷头，该喷头正对其中一个下文将会说明的第一阳极板31。这样有助于河道水和第一阳极板31的充分接触，便于污染物在第一阳极板31上氧化。当然，必要时可在进液管23上设置电磁阀。

电化学搅拌箱30的下方设置有搅拌电机33，搅拌电机33的输出轴上固定连接有穿插在电化学搅拌箱30内的转轴34，当然，转轴34和电化学搅拌箱30的底壁之间的转动连接位置需要设置密封结构。转轴34上固定连接有两个以上以转轴为中心匀布的第一阴极板32，这样可通过搅拌电机33驱动第一阴极板32转动实现搅拌，确保电化学效果。此外，电化学搅拌箱30的上端开设有滑槽，滑槽上滑动连接有两个穿插在电化学搅拌箱30内且分别位于各第一阴极板32两侧的第一阳极板31，这样便于根据实际情况调节第一阳极板31和第一阴极板32之间的间距，以节省能耗，需要说明的是，第一阳极板31和第一阴极板32之间的最佳间距与电流以及河道水的污染物种类和浓度有关，这些因素的最佳比例关系需要通过预先经过多个重复性的测试获得，也可以在实际使用时根据使用经验不断调整。此外，第一阳极板31和第一阴极板32分别与直流电源10电连接，具体的，第一阳极31通过导线直接与直流电源10的正极电连接，转轴34为空心绝缘轴，且其下端位于电化学搅拌箱30外侧，转轴34的下端（位于电化学搅拌箱30外侧的部分）套设有与电化学搅拌箱30相对固定布置的导电环35，转轴34的下端还穿插有一端抵顶在导电环35上的导电柱（图中未示出），导电柱远离导电环35的一端通过穿插在转轴34的内孔中的导线与各第一阴极板32电连接，导电环35与直流电源10的负极电连接，以此实现第一阴极板32和直流电源10的负极的电连接。在本实施例中，第一阳极板31为石墨板，第一阴极板为铝合金板。

栅格箱40内设置有多个竖直布置且水平依次等间距排列的栅格板，栅格箱40的一侧通过连接管道在电化学搅拌箱30的下部与电化学搅拌箱30连通，该连接管道上设置有电磁阀和输送板，另一侧通过管道与电化学氧化箱50的上端连接，必要时可以在该管道上设置启闭阀和输送板，多个栅格板的栅距相对靠近连接管道的一侧向另一侧方向逐渐增大，其中栅距最小的栅格的栅距为5-7mm，栅距最大的栅格的栅距为29-31mm，这样水流经栅格箱40之后，其所含有的体积相对较大的颗粒状污染物会被栅格所过滤，并沉淀到栅格箱40的箱底。优选的，栅格箱40的底部开设有排渣口，该排渣口上可拆卸密封连接有挡板，以便清理沉淀在栅格箱40底部的污染物。此外。栅格箱40内设置有超声波清洗器（图中未示出），以便清理粘附在栅格板上的颗粒，提高过滤效果。

电化学氧化箱50内设置有一个以上与直流电源10电连接的电化学模块，电化学模块的具体数量可以根据所要处理的尾水的处理量进行设置，在本实施例中有两个，以其中一个为例，电化学模块包括穿插在电化学氧化箱50内的反应筒51、设置在反应筒51的内腔底部的进水室52、设置在反应筒51的内腔且位于进水室52上方的网格布53以及分别竖直穿插在反应筒51内且都位于网格布53上方的第二阳极板54、第二阴极板55和网格隔板56，其中，反应筒51为方形筒，其内腔上下通透，且底部与电化学氧化箱50的内腔底壁接触，优选的，在本实施例中，反应筒为玻璃纤维筒。

进水室52为反应筒51的内腔的一部分，其侧壁开设有与电化学氧化箱50的内腔连通的穿孔，以便电化学氧化箱50内的水通过穿孔进入进水室52。网格布53的周缘都与反应筒51的内侧壁连接，这样进水室52的水在往上流动时必然需要经过网格布53整流，确保进水平稳，同时可过滤大颗粒物质，并可以为下文将会提及的填料提供支撑。

第二阳极板54和第二阴极板55相对布置，具体的，第二阳极板54和第二阴极板55分别贴设在玻璃纤维筒的内腔的两个相对布置的侧壁上，其中，第二阳极板54为Ti/SnO₂-PdO₂-RuO₂合金板，第二阴极板55的材质可以根据实际需要进行选择，经测试，选用Ti/SnO₂-PdO₂-RuO₂合金板作为阳极，在对电解质氯离子质量浓度约为5000-15000mg· L^-1的高含盐废水进行处理时，在电流密度为15 A·dm^-2的条件下，电化学处理4小时左右，含盐有机废水中的氨基本上可以被完全去除，COD值也能够达到小于mg· L^-1的国家标准。当然，直流电源10的正极需要和第二阳极板54电连接，直流电源10的负极和第二阴极板55电连接，以便进行供电。

各网格隔板56从第二阳极板54向第二阴极板55方向依次等间距布置，并与第二阳极板54和第二阴极板55一起将反应筒51位于网格布53上方的腔室分隔为多个填充槽，各填充槽内都填充有吸附填料，即第二阳极板54和相对靠近该第二阳极板54的网格隔板56、第二阴极板55和相对靠近第二阴极板55的网格隔板56以及相邻的两个网格隔板56之间都填充有吸附填料。使用时，各网格隔板56的上端的水平位置低于电化学氧化箱50内的液面的水平位置。优选的，吸附填料为无孔填料，以便吸附和再生过程都在填料的表面进行，当然，这类五孔吸附填料可以从市场上之间购买获得。

反应筒51在位于网格隔板56上方的位置处连接有出水管57，出水管57上设置有出水泵。使用时，出水管57和反应筒51的连接位置低于电化学氧化箱50内的液面的水平位置。优选的，出水管57上还设置有流量计（图中未示出），以便在电化学模块有两个以上时控制电化学模块之间的切换。此外，电化学模块还包括送风机58，送风机58的出风口连接有送风管道59，送风管道59未与送风机58连接的一端从上往下穿入电化学氧化箱50，并在反应筒51位于吸附填料下方的位置处与反应筒51的内腔连通。需要说明的是，多个电化学模块可以共用一个或一组送风机58。

生物反应器60的进水口与出水管57连接，必要时可在出水管57上设置电磁阀。本实施例所使用的生物反应器60为常规的生物反应器，例如申请公布号为CN108275840A的中国发明专利申请中采用的生物反应器，并非本实施例的重点，此处不再详述。

使用时，河道水通过抽液泵22抽送并经喷头喷射在第一阳极板31上，由此进入电化学搅拌箱30内，在电场作用下，电化学搅拌箱30内的水分子解离成H^-和OH^-，水中的重金属离子向阴极迁移并与其中OH^-发生化学反应，并生成相应的沉淀物，其他污染物出现对应的分解反应，实现河道水治理的预处理，经过预处理的水流经栅格箱40是，水中的泥土等大颗粒物质被过滤，然后流向电化学氧化箱50，然后在水压的作用下经穿孔进入进水室52，并沿着反应筒51的内腔逐渐往上流动，在这个过程中水依次经过网格布53和吸附填料，水中的污染物会富集在吸附填料的表面，并在电化学模块内在低电压的条件下发生电解反应，利用极板间OH^-的直接氧化作用，将水中污染物及填料表面的污染物氧化分解，同时，在吸附填料表面富集的污染物被矿化后，可实现吸附填料的再生利用，处理后水通过出水泵经出水管57送出。此外，在使用过程中，可以根据实际运行情况利用送风机58间歇性的对吸附填料进行气清洗，以防止吸附填料压实板结，经过电化学氧化后，水流向生物反应器60进行生物降解，生物降解后的水完全可以达到国家排放标准，可以直接排放到河道中。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于河道水治理的电化学处理装置，其特征在于，包括直流电源和底部设置有多个行走轮的移动基座，所述移动基座上设置有依次连接的抽液管、抽液泵、进液管、电化学搅拌箱、栅格箱、电化学氧化箱和生物反应器；

所述电化学搅拌箱的下方设置有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上固定连接有穿插在所述电化学搅拌箱内的转轴，所述转轴上固定连接有两个以上以所述转轴为中心匀布的第一阴极板，所述电化学搅拌箱的上端开设有滑槽，所述滑槽上滑动连接有两个穿插在所述电化学搅拌箱内且分别位于所述第一阴极板两侧的第一阳极板，所述第一阳极板和所述第一阴极板分别与所述直流电源电连接，所述电化学氧化箱内设置有一个以上与所述直流电源电连接的电化学模块。

2.如权利要求1所述的用于河道水治理的电化学处理装置，其特征在于，所述转轴为空心绝缘轴，且下端位于所述电化学搅拌箱外侧，所述转轴的下端套设有与所述电化学搅拌箱相对固定布置的导电环，所述转轴的下端还穿插有一端抵顶在所述导电环上的导电柱，所述导电柱远离所述导电环的一端通过穿插在所述转轴的内孔中的导线与各所述第一阴极板电连接，所述导电环与所述直流电源电连接。

3.如权利要求1所述的用于河道水治理的电化学处理装置，其特征在于，所述进液管的一端从所述电化学搅拌箱的上部穿入所述电化学搅拌箱，且所述进液管穿入所述电化学搅拌箱的一端设置有喷头，所述喷头正对其中一个所述第一阳极板。

4.如权利要求1所述的用于河道水治理的电化学处理装置，其特征在于，所述栅格箱内设置有多个竖直布置且水平依次排列的栅格板，所述栅格箱的一侧通过连接管道在所述电化学搅拌箱的下部与所述电化学搅拌箱连通，另一侧通过管道与所述电化学氧化箱的上端连接，多个所述栅格板的栅距相对靠近所述连接管道的一侧向另一侧方向逐渐增大。

5.如权利要求1所述的用于河道水治理的电化学处理装置，其特征在于，所述电化学模块包括穿插在所述电化学氧化箱内的反应筒、设置在所述反应筒的内腔底部的进水室、设置在所述反应筒的内腔且位于所述进水室上方的网格布以及分别竖直穿插在所述反应筒内且都位于所述网格布上方的第二阳极板、第二阴极板和网格隔板，所述进水室的侧壁开设有与所述电化学氧化箱的内腔连通的穿孔，所述第二阳极板和所述第二阴极板相对布置，各所述网格隔板从所述第二阳极板向所述第二阴极板方向依次等间距布置，所述第二阳极板和相对靠近所述第二阳极板的所述网格隔板、所述第二阴极板和相对靠近所述第二阴极板的所述网格隔板以及相邻的两个所述网格隔板之间都填充有吸附填料。

6.如权利要求5所述的用于河道水治理的电化学处理装置，其特征在于，所述电化学模块还包括送风机，所述送风机的出风口连接有送风管道，所述送风管道从上往下穿入所述电化学氧化箱，并在所述反应筒位于所述吸附填料下方的位置处与所述反应筒的内腔连通。

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