CN217127171U - 一种具有多模式工作的管式膜电极装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环保领域，尤其涉及污水处理技术。公开了一种具有多模式工作的管式膜电极装置。主要包括溶铁反应池、加药系统、进水泵、循环泵、管式膜电极、进水管路、循环管路、电动阀和出水管路。本系统循环管路和出水管路可通过电动阀门的开关自动切换，从而实现膜电极装置的多模式工作的功能。

Description

一种具有多模式工作的管式膜电极装置

技术领域

本实用新型属于污水处理设备领域，尤其涉及一种具有多模式工作的管式膜电极装置。

背景技术

化工行业作为中国一大产业，废水的排放量大，排放要求高，处理难度大。中国的化工行业污水主要来源于化工、医药、农药、染料、电镀和化学材料等精细化工产品的生产，所排放的废水具有成分复杂、毒性强及易于环境累积等特点。随着国家对污水排放标准的提高，化工企业及集中区废水处理厂排放限值执行新标准，化工废水处理设备也层出不穷。

在实际生产中，化工等工业废水水质变化多端，不同工厂水质不同，甚至同一工厂不同时间都可能会出现水质不同的情况。由于化工废水的多变性，当前处理高污染难降解化工污水一般采用高级氧化技术来作为预处理或者深度处理措施，以保证化工污水的达标排放。

管式膜电极设备是一种针对难以降解的化工类废水所开发的新型成套化装备，本成套装备由进水、主反应单元、循环系统、配电、在线仪表、控制系统等组成，其主反应单元核心部件为过滤式管式膜电极技术（Tubular porous electrode, TPE）模块，创新性地将电催化氧化技术与膜过滤技术耦合，有效提高了电化学氧化效率，降低运行成本，本装备可实现化工废水难降解污染物质预处理及深度削减，以达到化工废水达标排放、深度处理和回用的目标。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型的具有多模式工作的管式膜电极装置，根据具体水质灵活改变其循环管路和出水管路中水流的方向。该特点也与管式膜电极的灵活性相适应。因此，针对复杂多变的化工废水，该系统具有更为广泛的适用性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的一种具有多模式工作的管式膜电极装置，包括进水管路、第一循环管路、第二循环管路、循环泵、管式膜电极组、出水管路；进水管路连接管式膜电极组的进水口，管式膜电极组的出水口连接出水管路，出水管路上设置有第三电动阀；

循环泵的一端连接管式膜电极组的进水口，另一端连接第一循环管路和第二循环管路，第一循环管路的另一端通过第一电动阀连接管式膜电极组的出水口；第二循环管路的另一端通过第四电动阀连接出水管路，第二循环管路上还设置有第二电动阀，第二电动阀靠近循环泵所在的一端；管式膜电极组的循环口通过阀门组与第二循环管路连接。

当来水COD含量较低时，如尾水的深度处理。关闭第一电动阀和第四电动阀，打开第二电动阀和第三电动阀，管式膜电极组中的水部分通过管式膜电极组出水口经出水管流出，管式膜电极组中的另一部分水经过管式膜电极组的循环口、阀门组、第二循环管路、第二电动阀、循环泵、管式膜电极组的进水口进行内循环。

当来水COD含量较高时，打开第一电动阀和第四电动阀，关闭第二电动阀和第三电动阀，管式膜电极组中的水部分通过管式膜电极组循环口、阀门组、第四是电动阀、出水管流出，管式膜电极组中的另一部分水经过管式膜电极组的出水口、第一电动阀、第一循环管路、循环泵、管式膜电极组的进水口进行内循环。

进一步的，进水管路上还连接有进水泵。

进一步的，进水管路上还连接有溶铁反应池，溶铁反应池的出水口连接进水泵的进水口；进水管路上还连接有双氧水加药系统。当来水COD含量较高时，打开第一电动阀和第四电动阀，关闭第二电动阀和第三电动阀时，同时也开启溶铁反应池和双氧水加药系统，进行耦合芬顿反应。

进一步的，双氧水加药系统包括药剂储罐和计量泵，双氧水位于药剂储罐中，通过计量泵投药，增加水中双氧水的含量。

进一步的，溶铁反应池包括复合箱体、以及其内部设置的铁合金阴阳极板，利用外加电源，增加处理水中Fe²⁺离子含量，为后续反应提供反应条件。

进一步的，本实用新型的一种具有多模式工作的管式膜电极装置还包括酸加药系统，酸加药系统与进水管路连接，且邻近溶铁反应池的进水口，通过药剂储罐和计量泵的输送，进行药剂投加，用于调节进水pH值。

进一步的，管式膜电极组包括多个管式膜电极，管式膜电极为管状，由内到外依次由Ti-RuO₂电极、304不锈钢阴极、Ti-PbO₂电极、304不锈钢阴极组成。所述Ti-RuO₂电极和Ti-PbO₂电极可分别开启或者同时开启。

当来水COD含量较低时，如尾水的深度处理。关闭第一电动阀和第四电动阀，打开第二电动阀和第三电动阀，同时开启Ti-RuO₂电极、Ti-PbO₂电极；

当来水COD含量较高时，如原水预处理。打开第一电动阀和第四电动阀，关闭第二电动阀和第三电动阀，开启Ti-PbO₂电极，关闭Ti-RuO₂电极。

进一步的，管式膜电极组包括3-5个管式膜电极，管式膜电极依次首尾相连构成串联的管式膜电极组。

有益效果：本实用新型能够适应更广泛的污水，且具有更好的效果；可实现对不同污水的处理条件可控，对于不同污水只需通过控制条件来切换不同的工作模式，使其达到处理效果。从而节省费用，降低成本；还可将此控制模式编程从而实现自动切换等控制，实现智能化。

附图说明

图1是本实用新型装置图；

图中各个标号的含义为：1-进水管路；2-第二循环管路；3-管式膜电极组；4-进水泵；5-第一电动阀；6-循环泵；7-第二电动阀；8-第三电动阀；9-出水管路；10-进水口；11-出水口；12-循环口；13-控制系统；14-第四电动阀；15-第一循环管路；16-阀门组；17-溶铁反应池；18-酸加药系统；19-双氧水加药系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1所示，本实用新型的一种具有多模式工作的管式膜电极装置，包括进水管路1、第一循环管路15、第二循环管路2、循环泵6、管式膜电极组3、出水管路9；进水管路1连接管式膜电极组3的进水口10，管式膜电极组3的出水口11连接出水管路9，出水管路9上设置有第三电动阀8；循环泵6的一端连接管式膜电极组3的进水口10，另一端连接第一循环管路15和第二循环管路2，第一循环管路15的另一端通过第一电动阀5连接管式膜电极组3的出水口11；第二循环管路2的另一端通过第四电动阀14连接出水管路9，第二循环管路2上还设置有第二电动阀7，第二电动阀7靠近循环泵6所在的一端；管式膜电极组3的循环口12通过阀门组16与第二循环管路2连接。通过控制系统13控制第一电动阀5、第二电动阀7、第三电动阀8和第四电动阀14，实现电动阀的开关。

进水管路1上还连接有进水泵4和溶铁反应池17，溶铁反应池17的出水口连接进水泵4的进水口；溶铁反应池17包括复合箱体、以及其内部设置的铁合金阴阳极板，利用外加电源，增加处理水中Fe²⁺离子含量。进水管路1上还连接有双氧水加药系统19，双氧水加药系统19包括药剂储罐和计量泵，双氧水位于药剂储罐中，通过计量泵投药，增加水中双氧水的含量。

本实用新型的一种具有多模式工作的管式膜电极装置，还包括酸加药系统18，酸加药系统18与进水管路1连接，且邻近溶铁反应池17的进水口。

管式膜电极组3包括多个管式膜电极，本实用新型的管式膜电极组3包括3-5个管式膜电极，管式膜电极依次首尾相连构成串联的管式膜电极组3；管式膜电极为管状，由内到外依次由Ti-RuO₂电极、304不锈钢阴极、Ti-PbO₂电极、304不锈钢阴极组成。所述Ti-RuO₂电极和Ti-PbO₂电极可分别开启或者同时开启。

本装置的工作原理为：

当来水COD含量较低时，如尾水的深度处理。通过控制系统13，关闭第一电动阀5、第四电动阀14打开第二电动阀7、第三电动阀8，同时开启Ti-RuO₂电极、Ti-PbO₂电极。污水首先在进水泵4作用下通过进水管路1进入管式膜电极组3内，在管式膜电极组3内部水流方向分为两种，一种是在管式膜电极组3内纵向流动，污水从第一个管式膜电极的进水口10流入再从最后一个管式膜电极的出水口11流出；另一种流向为从管式膜电极组3膜外侧流向内测，横向流动，污水从第一个管式膜电极的进水口10流入再从每个管式膜电极的循环口12流出，从循环口12流出的水通过循环泵6出来再与进水管路1汇合后进入管式膜电极的进水口10。通过调节循环泵6和循环口12的阀门组16从而改变内循环水量，污水在设备内部流动并通过内循环穿过电极，在电极表面产生大量活性物质将水中有机物降解。

当来水COD含量较高时，如原水预处理。因COD含量较高，此时开启溶铁反应池17和双氧水加药系统，发生耦合芬顿反应，同时，通过控制系统13，打开第一电动阀5和第四电动阀14，关闭第二电动阀7和第三电动阀8，开启Ti-PbO₂电极，关闭Ti-RuO₂电极，管式膜电极组3出水口11的水部分再回到管式膜电极组3进水口10循环。通过溶铁反应池17和Ti-PbO₂电极的双重工作将大分子有机物氧化为小分子有机酸，进而氧化降解。

当前的管式膜电极工作模式有多重，本实用新型根据水质的具体情况的变化而灵活改变操作模式，1）、当来水处理难度相对较低时，选择不开启溶铁反应池，采用过膜循环的模式；2）、当来水浓度提高时，可将溶铁反应池17投入系统，组成Fenton耦合管式膜电极的处理方式。一套装置设计，可以用以应对多种浓度、水量的情况，与化工生产的排水的不稳定相匹配，实现对来水的精准有效的处理。

Claims (8)

1.一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，包括进水管路、第一循环管路、第二循环管路、循环泵、管式膜电极组、出水管路；

进水管路连接管式膜电极组的进水口，管式膜电极组的出水口连接出水管路，出水管路上设置有第三电动阀；

循环泵的一端连接管式膜电极组的进水口，另一端连接第一循环管路和第二循环管路，第一循环管路的另一端通过第一电动阀连接管式膜电极组的出水口；

第二循环管路的另一端通过第四电动阀连接出水管路，第二循环管路上还设置有第二电动阀，第二电动阀靠近循环泵所在的一端；

管式膜电极组的循环口通过阀门组与第二循环管路连接。

2.根据权利要求1所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，进水管路上还连接有进水泵。

3.根据权利要求2所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，进水管路上还连接有溶铁反应池，溶铁反应池的出水口连接进水泵的进水口；进水管路上还连接有双氧水加药系统。

4.根据权利要求3所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，双氧水加药系统包括药剂储罐和计量泵，双氧水位于药剂储罐中，通过计量泵投药，增加水中双氧水的含量。

5.根据权利要求3所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，还包括酸加药系统，酸加药系统与进水管路连接，且邻近溶铁反应池的进水口。

6.根据权利要求1所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，管式膜电极组包括多个管式膜电极，管式膜电极依次首尾相连构成串联的管式膜电极组；管式膜电极为管状，由内到外依次由Ti-RuO₂电极、304不锈钢阴极、Ti-PbO₂电极、304不锈钢阴极组成，所述Ti-RuO₂电极和Ti-PbO₂电极分别开启或者同时开启。

7.根据权利要求6所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，管式膜电极组包括3-5个管式膜电极。

8.根据权利要求3所述一种具有多模式工作的管式膜电极装置，其特征在于，溶铁反应池包括复合箱体、以及其内部设置的铁合金阴阳极板，利用外加电源，增加处理水中Fe²⁺离子含量。

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