CN216073166U - 一种电解除磷污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电解除磷污水处理装置，包括：电解槽体，所述电解槽体设有电解槽，所述电解槽体的上部设有和所述电解槽相通的排水口；第一电极管，竖向设置在所述电解槽内；第二电极管，竖向设置在所述第一电极管中，所述第二电极管的外管壁与所述第一电极管的内管壁之间形成电极反应室，所述第二电极管的上部设有进水口，所述第二电极管的下部设有布水口，所述布水口与所述电极反应室连通，所述电极反应室与所述电解槽相通，所述第一电极管与所述第二电极管电离产生的金属阳离子能够与磷酸盐溶液反应形成沉淀物。提高了金属阳离子的利用率，单对电极的极板面积，降低了电解能耗。

Description

一种电解除磷污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备技术领域，特别是涉及一种电解除磷污水处理装置。

背景技术

我国目前处于新农村建设快速发展时期，其中农村污水排放问题尤其突出，污水量大、且分散，不易集中处理。因此设计开发一款针对分散性污水处理的一体式净化槽设备，用以弥补市政污水处理难以规模化处理的部分，显得十分必要且高效，而其中除磷工艺成为关键技术，需要深入研究探讨。

目前，污水除磷方法通常有两种：生物法和化学沉淀法及其联合工艺。但是，生物法除磷效率不够稳定，无法满足日益严格的污水排放标准；化学沉淀法被广泛应用于各种污水处理工艺中，需额外增加储药罐和计量泵，且需专人进行设备维护和药剂配置，占地面积偏大，应用到农村市场的中小型污水处理领域很不方便。

电解法除磷工艺综合了电絮凝、沉淀以及气浮等多种作用，除磷率较高、性能稳定、选择性更强、同时便于日常维护，已广泛应用于处理纺织、印染等行业。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电解除磷污水处理装置,能够对含磷污水进行处理。

根据本实用新型的一种电解除磷污水处理装置，包括：

电解槽体，所述电解槽体设有电解槽，所述电解槽体的上部设有和所述电解槽相通的排水口；

第一电极管，竖向设置在所述电解槽内；

第二电极管，竖向设置在所述第一电极管中，所述第二电极管的外管壁与所述第一电极管的内管壁之间形成电极反应室，所述第二电极管的上部设有进水口，所述第二电极管的下部设有布水口，所述布水口与所述电极反应室连通，所述电极反应室与所述电解槽相通，所述第一电极管与所述第二电极管电离产生的金属阳离子能够与磷酸盐溶液反应形成沉淀物。

根据本实用新型实施例的电解除磷污水处理装置，至少具有如下有益效果：在对含磷污水进行处理的时候，第一电极管和第二电极管分别与电源的正极和负极连接，污水由第二电极管的进水口流入第二电极管中，从第二电极管的布水口流出，并流入电极反应室和电解槽中，并在电极反应室中向上流动，污水在向上流动过程中，污水的流向和电场的方向垂直，在此过程中，由第一电极管或第二电极管电离出来的金属阳离子和污水中的磷酸盐反应形成沉淀，由第一电极管或第二电极管电离产生的氢气和沉淀充分混合，形成气、固、液三相混合的状态，沉淀物在气浮和水流的作用下向上移动，最后从与电解槽相通的排水口排出。采用由第二电极管中间进水，向四周出水；再由第一电极管的底部进水，上部出水的方式，使水流方向与电场方向垂直，增强了电离的金属阳离子与污水之间的传质，提高了金属阳离子的利用率，使同等条件下(进水TP浓度、总磷去除率、水力停留时间)所需的电流强度降低，降低了电解能耗。第一电极管和第二电极管内外设置，大大增加了单对电极的极板面积，在相同的极板间距、极板数量、电流强度下，降低了输入电压，降低了电解能耗。

根据本实用新型的一些实施例，所述电解槽体包括筒体和筒盖，所述筒体设有筒口，所述筒盖设置在所述筒体的筒口上，所述筒体和所述筒盖之间形成所述电解槽，所述筒盖上设有进水管，所述进水管与所述第二电极管的进水口相连通，所述进水管为绝缘管。

根据本实用新型的一些实施例，还包括支架，所述支架为绝缘体，所述第一电极管通过所述支架与所述筒盖绝缘连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述支架包括若干块绝缘板材，所述绝缘板材均匀布置在所述第一电极管的外部，所述绝缘板材的下端与所述第一电极管连接，上端与所述筒盖连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括电极限位卡座，所述电极限位卡座固定设置在所述电解槽的底部，所述电极限位卡座上设有第一电极管卡槽，所述第一电极管的上端设有上管口，所述第一电极管的下端设有下管口，所述第一电极管的下管口能够插装在所述第一电极管卡槽中。

根据本实用新型的一些实施例，所述电极限位卡座上设有第二电极管卡槽，所述第二电极管上端的管口为所述进水口，所述第二电极管下端的管口为所述布水口，所述第二电极管的下端能够插装在所述第二电极管卡槽中。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电极管卡槽和所述第二电极管卡槽的槽口均是为向外扩张的倒“八”状。

根据本实用新型的一些实施例，还包括溢流槽，所述溢流槽环绕所述筒体的外筒壁设置，且设置在所述筒体的筒口下方，用于承接从所述筒体的筒口溢出的污水，所述溢流槽设有所述排水口。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电极管和/或第二电极管为铝电极、铁电极、铁铝电极中的一种。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电极管和所述第二电极管均为圆管体，所述第一电极管和所述第二电极管同心设置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例电解除磷污水处理装置的外观示意图；

图2为本实用新型实施例电解除磷污水处理装置的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例电解除磷污水处理装置处理污水的流向示意图；

图4为本实用新型实施例电解除磷污水处理装置的爆炸图。

附图标记：

100、电解槽体；110、排水口；120、筒体；130、筒盖；140、进水管；200、第一电极管；300、第二电极管；400、电极反应室；500、支架；510、绝缘板材；600、电极限位卡座；610、第一电极管卡槽；700、溢流槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1到图4所示，根据本实用新型实施例的电解除磷污水处理装置，包括：

电解槽体100，电解槽体100设有电解槽，电解槽体100的上部设有和电解槽相通的排水口110；

第一电极管200，竖向设置在电解槽内；

第二电极管300，竖向设置在第一电极管200中，第二电极管300的外管壁与第一电极管200的内管壁之间形成电极反应室400，第二电极管300的上部设有进水口，第二电极管300的下部设有布水口，布水口与电极反应室400连通，电极反应室400与电解槽相通，第一电极管200与第二电极管300电离产生的金属阳离子能够与磷酸盐溶液反应形成沉淀物。

在对含磷污水进行处理的时候，第一电极管200和第二电极管300分别与电源的正极和负极连接。具体的，第一电极管200可以和电源正极连接，也可以和电源负极连接(第二电极管300则与之相反)。

结合图3所示，污水由第二电极管300上部的进水口流入第二电极管300中，从第二电极管300下部的布水口流出，随后流入电极反应室400和电解槽中，随着污水的增多，污水在电极反应室400中向上流动。污水在向上流动过程中，污水的流向和第一电极管200和第二电极管300形成的电场方向垂直，在此过程中，由第一电极管200或第二电极管300电离出来的金属阳离子和污水中的磷酸盐反应形成沉淀，由第一电极管200或第二电极管300电离产生的氢气和沉淀充分混合，形成气、固、液三相混合的状态，沉淀物在气浮和水流的作用下向上移动，最后从与电解槽相通的排水口110排出。

本装置采用从第二电极管300上部的绝缘管进水，下部出水的方式，使水流方向与电场方向垂直，增强了电离的金属阳离子与污水之间的传质，提高了金属阳离子的利用率，使同等条件下(进水TP浓度、总磷去除率、水力停留时间)所需的电流强度降低，降低了电解能耗。

第一电极管200和第二电极管300内外设置，大大增加了单对电极的极板面积，在相同的极板间距、极板数量、电流强度下，降低了输入电压，降低了电解能耗。

在本实用新型的一些实施例中，电解槽体100包括筒体120和筒盖130，筒体120设有筒口，筒盖130设置在筒体120的筒口上，筒体120和筒盖130之间形成电解槽，筒盖130上设有进水管140，进水管140与第二电极管300的进水口相连通，进水管140为绝缘管。

电解槽体100由筒体120和筒盖130组成，形成一个形成电解槽，为污水处理提供了一个反应空间，筒盖130上设有把手，方便操作者提拿筒盖130。进水管140与第二电极管300的进水口相连通，进水管140为绝缘管，保证第二电极管300和筒盖130之间处于绝缘状态。同时进水管140与第二电极管300之间通螺丝连接在一起，进水管140通过焊接的方式与筒盖130连接。另外，筒盖130上设有防水接头，第一电极管200和第二电极管300通过导线和对应的防水接头连接。

在本实用新型的一些实施例中，还包括支架500，支架500为绝缘体，第一电极管200通过支架500与筒盖130绝缘连接。

第一电极管200通过支架500与筒盖130绝缘连接，支架500为绝缘体保证第一电极管200和筒盖130之间处于绝缘状态。

在本实用新型的进一步实施例中，支架500包括若干块绝缘板材510，绝缘板材510均匀布置在第一电极管200的外部，绝缘板材510的下端与第一电极管200连接，上端与筒盖130连接。

第一电极管200通过若干块绝缘板材510和筒盖130连接在一起，绝缘板材510的下端与第一电极管200通过螺丝连接固定，上端与筒盖130通过焊接固定。

在本实用新型的一些实施例中，还包括电极限位卡座600，电极限位卡座600固定设置在电解槽的底部，电极限位卡座600上设有第一电极管卡槽610，第一电极管200的上端设有上管口，第一电极管200的下端设有下管口，第一电极管200的下管口能够插装在第一电极管卡槽610中。

电极限位卡座600通过焊接的方式固定安装在电解槽的底部，第一电极管200的下端设有下管口，第一电极管卡槽610呈环状，与第一电极管200的下管口适配，使得第一电极管200的下端能够插装在第一电极管卡槽610中，完成第一电极管200定位装配。而电极反应室400中的水能够从下管口流到电解槽内。

在本实用新型的一些实施例中，电极限位卡座600上设有第二电极管卡槽620，第二电极管300上端的管口为进水口，第二电极管300下端的管口为布水口，第二电极管300的布水口能够插装在第二电极管卡槽620中。

第二电极管卡槽620呈环状，与第二电极管300的布水口适配，使得第二电极管300的下端能够插装在第二电极管卡槽620中，将第二电极管300定位安装在第二电极管卡槽620中。

在本实用新型的一些实施例中，第一电极管卡槽610和第二电极管卡槽620的槽口均是为向外扩张的倒“八”状。

在电解槽中装满污水的时候，操作者无法察看电解槽中的情况，通过将第一电极管卡槽610和第二电极管卡槽620的槽口设置为倒“八”状，方便通过“盲插”的方式将第一电极管200和第二电极管300分别插到第一电极管卡槽610和第二电极管卡槽620中。

在本实用新型的一些实施例中，还包括溢流槽700，溢流槽700环绕筒体120的外筒壁设置，且设置在筒体120的筒口下方，用于承接从筒体120的筒口溢出的污水，溢流槽700设有排水口。

污水从筒体120的筒口溢出以后，流到溢流槽700中，再集中从溢流槽700上布水口排出，从而便于将污水集中送到下一工序。

需要说明的是，当污水在电解槽内的总停留时间小于等于10min时，可以不增设溢流槽700，可以直接将排水口设置在筒体120上。

这个是因为当污水在电解槽内的总停留时间小于等于10min时，污水在电解槽内处于一种完全混合的状态，就是可以不从筒体120的筒口四周溢流，而直接从一侧出水。当污水在电解槽内的总停留时间大于10分钟，电解槽内传质就会放慢。如果不采用四周出水的形式就可能导致电解槽内出现短流。

另外，当电解槽的总高度H和电解槽的直径Φ之间的比值，即H:Φ大于等于2时，同样可以采用无溢流槽设计。这是因为当H:Φ大于等于2时，污水上升的路径足够长，在上升的同时就完成了污水的混合过程。

在本实用新型的一些实施例中，第一电极管200和/或第二电极管300为铝电极、铁电极、铁铝电极中的一种。

铝电极、铁电极、铁铝电极在作为阳极的时候(与电源的正极连接)，电离出来的Al³⁺/Fe³⁺与水中的磷酸盐溶液反应形成沉淀物。其他的一些金属电极电离出来的金属阳离子也能够与磷酸盐溶液反应形成沉淀物，在此选择铝电极、铁电极、铁铝电极主要在于成本低。

在本实用新型的一些实施例中，第一电极管200和第二电极管300均为圆管体，第一电极管200和第二电极管300同心设置。

第一电极管200和第二电极管300采用两个同心的空心圆柱式电极，通过调节第一电极管200和第二电极管300的直径可实现二者电极间距的调整，大大增加了单对电极的极板面积，在相同的极板间距、极板数量、电流强度下，降低了输入电压，降低了电解能耗。

实施例1：

浏阳市某污水处理厂进水电解除磷测试：

实验组设置：电解槽尺寸Φ₁×H＝300×750mm，有效容积50L，电极对数1对，其中第一电极管200为阳极，第二电极管300为阴极,第一电极管200尺寸Φ₂×H＝250×600mm，第二电极管300尺寸Φ₃＝60×600mm，极板间距9.5cm，输入电压24V，电解时间6min。

对照组设置：电解槽尺寸B×L×H＝200×500×700mm，有效容积50L，电极对数1对，阴极板尺寸B×L＝200×400mm，阳极板尺寸B×L＝200×400mm，极板间距4.5cm，输入电压24V，电解时间6min。

根据以上设置，分别进行对照组和实验组测试各3组，实验数据如下：

上述实验数据表明：在相同的电流强度下，实验组平均总磷去除率高于对照组。经计算可知，实验组对Al³⁺的利用率约比对照组高5％。

实施例2：

长沙县某污水处理厂进水电解除磷测试：

实验组设置：电解槽尺寸Φ₁×H＝300×750mm，有效容积50L，电极对数1对，其中第一电极管200为阳极，第二电极管300为阴极,第一电极管200尺寸Φ₂×H＝250×300mm，第二电极管300尺寸Φ₃＝160×300mm，极板间距4.5cm，输入电压12V，电解时间6min。

对照组设置：电解槽尺寸B×L×H＝200×500×700mm，有效容积50L，电极对数1对，阴极板尺寸B×L＝200×400mm，阳极板尺寸B×L＝200×400mm，极板间距4.5cm，输入电压24V，电解时间6min。

根据以上设置，分别进行对照组和实验组测试各3组，实验数据如下：

上述实验数据表明：在相同的极板间距下，实验组平均总磷去除率高于对照组。且达到相同的电流强度，实验组所需的输入电压约为对照组的1/2。根据计算，实验组对Al³⁺的利用率约比对照组高7.6％。且功耗仅为对照组的48.2％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电解除磷污水处理装置，其特征在于，包括：

电解槽体，所述电解槽体设有电解槽，所述电解槽体的上部设有和所述电解槽相通的排水口；

第一电极管，竖向设置在所述电解槽内；

第二电极管，竖向设置在所述第一电极管中，所述第二电极管的外管壁与所述第一电极管的内管壁之间形成电极反应室，所述第二电极管的上部设有进水口，所述第二电极管的下部设有布水口，所述布水口与所述电极反应室连通，所述电极反应室与所述电解槽相通，所述第一电极管与所述第二电极管电离产生的金属阳离子能够与磷酸盐溶液反应形成沉淀物。

2.根据权利要求1所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：所述电解槽体包括筒体和筒盖，所述筒体设有筒口，所述筒盖设置在所述筒体的筒口上，所述筒体和所述筒盖之间形成所述电解槽，所述筒盖上设有进水管，所述进水管与所述第二电极管的进水口相连通，所述进水管为绝缘管。

3.根据权利要求2所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：还包括支架，所述支架为绝缘体，所述第一电极管通过所述支架与所述筒盖绝缘连接。

4.根据权利要求3所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：所述支架包括若干块绝缘板材，所述绝缘板材均匀布置在所述第一电极管的外部，所述绝缘板材的下端与所述第一电极管连接，上端与所述筒盖连接。

5.根据权利要求1所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：还包括电极限位卡座，所述电极限位卡座固定设置在所述电解槽的底部，所述电极限位卡座上设有第一电极管卡槽，所述第一电极管的上端设有上管口，所述第一电极管的下端设有下管口，所述第一电极管的下管口能够插装在所述第一电极管卡槽中。

6.根据权利要求5所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：所述电极限位卡座上设有第二电极管卡槽，所述第二电极管上端的管口为所述进水口，所述第二电极管下端的管口为所述布水口，所述第二电极管的下端能够插装在所述第二电极管卡槽中。

7.根据权利要求6所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：所述第一电极管卡槽和所述第二电极管卡槽的槽口均是为向外扩张的倒“八”状。

8.根据权利要求2所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：还包括溢流槽，所述溢流槽环绕所述筒体的外筒壁设置，且设置在所述筒体的筒口下方，用于承接从所述筒体的筒口溢出的污水，所述溢流槽设有所述排水口。

9.根据权利要求1所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：所述第一电极管和/或第二电极管为铝电极、铁电极、铁铝电极中的一种。

10.根据权利要求1所述的电解除磷污水处理装置，其特征在于：所述第一电极管和所述第二电极管均为圆管体，所述第一电极管和所述第二电极管同心设置。

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