專利名稱：污水三維流動(dòng)的電解處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與用于エ業(yè)污水處理的電解處理裝置有夫。
背景技術(shù)：
已有的污水電解處理裝置，包括若干重疊連接的由陰極和陽極構(gòu)成的電解單元。已有電 解裝置存在的問題如下電解處理污水過程中，時(shí)時(shí)刻刻都會(huì)有污渣、污垢附著在極板表面。其中被處理污水中的鈣、鎂離子生成的不容鹽類在極板表面的附著影響最大。夾帶著其它污物在極板上的附著物是極板失去活性的最重要原因。板板失去活性將使能耗上升，污水處理效果差。正常情況下，電解處理污水時(shí)極板析出的H2和O2的微氣泡附在在極板表面后并合長(zhǎng)大，形成氣簾。形成的氣簾令電阻上升，附在陽極表面的O2和極板金屬元素生成金屬氧化物，這是正常狀況下令極板表面鈍化、失去活性的主要原因。正常電解時(shí)，極板表面生成的活性物不能及時(shí)擴(kuò)散到水體中，而這些活性生成物又恰是去除高毒污染的強(qiáng)氧化劑，如不能及時(shí)利用，它會(huì)迅速消失，例如產(chǎn)生的濕性臭氧、羥基自由基0H，以及過氧化氫H2O2等。由上述分析可知，這些問題不解決，電解污水處理的持續(xù)高效、低能耗就難以實(shí)現(xiàn)。催化電解裝置也同樣面臨這些問題而失去催化極板的催化活性。已有的電解裝置在電解單元的陰、陽極板之間轉(zhuǎn)軸上安裝旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂上有嵌縫，嵌縫中裝有弾性金屬片除去極板上的結(jié)垢，或者在旋轉(zhuǎn)臂上安裝含有上、下刃面的刮刀除去極板上的結(jié)垢。這種刮垢裝置有如下不足之處結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝不方便，制造成本高，使用壽命短，維護(hù)成本高。除垢功能連續(xù)性差，效果差。對(duì)極板的使用壽命有影響。不能持續(xù)消除極板上形成的氣簾。已有的電解水處理裝置對(duì)處理后的污水不進(jìn)行固液分離，污水不能回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝方便，不需經(jīng)常維護(hù)，使用方便，極板除垢除氣簾效果好，極板活性高，持續(xù)處理污水效果好，耗能少，使用壽命長(zhǎng)污水和污渣可分別回收利用的的污水三維流動(dòng)的電解處理裝置。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明污水三維流動(dòng)的電解處理裝置，上蓋I與下蓋13之間有上、下疊合排列的多個(gè)陰極板座3和陽極板座2，陰極板座3上有陰極板9，陽極板座2上有陽極板11，上、下蓋，陰極板座和陽極板座通過連接鎖件5連為柱體，柱體的軸心有驅(qū)動(dòng)軸6穿過陰、陽極板與驅(qū)動(dòng)裝置18連接，相鄰陰、陽極板之間的電解単元內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸上固連有至少一片葉片10，葉片的上、下表面與驅(qū)動(dòng)軸6的一個(gè)夾角a :0° < α <90°，葉片上、下邊與極板有間隙，陰、陽極板上分別有ー個(gè)不同軸的通孔30，上蓋I有出水管8，下蓋13上有進(jìn)水管14，極板座與極板、上蓋、下蓋連接處有密封裝置4，固液分離槽31有固液分離室32、排放水池33和污渣池34，固液分離室32與出水管8連接，與排放水池33的下部相通，排放水池上面的浮渣經(jīng)隔板上邊流向污渣池。每個(gè)電解単元內(nèi)的葉片10為兩片，分別位于驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)兩側(cè)，兩葉片10與驅(qū)動(dòng)軸的夾角大小相等，方向相反。驅(qū)動(dòng)軸6為橫斷面為矩形的方軸，方軸與陰、陽極板的中心孔壁有間隙，葉片10與葉片軸15連接，極板與葉片軸上、下表面連接。陰極板座和陽極板座為矩形框，極板為矩形板，矩形板上有凸塊27通過極板座矩形框的凸緣的缺ロ分別與陰極銅排17和陽極銅排16連接。陰極板或/和陽極板的基體表面涂覆有具有催化作用的金屬氧化物。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明立式外形、全封閉結(jié)構(gòu)便于極板生成的活性物質(zhì)處理污水。被處理污水在裝置內(nèi)連續(xù)進(jìn)、出，不間斷流動(dòng)，不允許在裝置內(nèi)存在任何容氣空間。亦即電解污水中產(chǎn)的H2,02甚至是Cl2都必須讓其釋入被處理水體，讓其為去除污染物服務(wù)，直至被處理污水排出裝置，這些氣體仍然要為分離污渣做出貢獻(xiàn)。催化電解單元構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于安裝，不需經(jīng)常維護(hù)。催化電解單元陽極是催化陽極板，陰極可以是催化陰極板，也可以是非催化陰極板。電解單元的明、陽極極都是單極性的，即是ー塊極板的兩表面都是同一極性。這就意味著各電解單兀是以并聯(lián)電路聯(lián)在一起的。每個(gè)催化電解單元內(nèi)都設(shè)置葉片構(gòu)成的三維擾動(dòng)裝置。電解單元內(nèi)的被處理污水在電解單元內(nèi)作三維流動(dòng)。即污水在葉片的擾動(dòng)作用下，在電解單元內(nèi)作水平方向流動(dòng)和上、下方向流動(dòng)。三維擾動(dòng)裝置以不銹鋼驅(qū)動(dòng)軸穿過每個(gè)電解単元，在每個(gè)電解単元的腔體內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸上套裝葉片。當(dāng)三維流動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)吋，電解單元內(nèi)的被處理污水作圓周運(yùn)動(dòng)的同吋，由于葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的垂直方向分力，被處理污水在電解單元內(nèi)還有向上/向下的運(yùn)動(dòng)，從而為電解單元提供了有別于已有電解裝置所沒有的優(yōu)點(diǎn)①極板的活性持久性顯著提高；②極板表面持久清潔，處理污水的能耗長(zhǎng)期穩(wěn)定在較低水平；③電化學(xué)/催化電化學(xué)產(chǎn)生的強(qiáng)烈去污活性物源源不斷產(chǎn)生，又源源不斷被地釋放于被處理污水，完成污物的快速去除；④產(chǎn)生的H2和O2微氣泡不再長(zhǎng)時(shí)間附著在極板表面，而是被被三維擾動(dòng)裝置驅(qū)入被處理水體去完成對(duì)污染物的氧化并起到氣浮分離污染物絮體的作用，并且氣簾電阻隨之消失。極板表面不會(huì)生成金屬氧化物而鈍化。固液分離槽中的H2, O2將電解處理后水中的污渣分離排出，水可回收利用。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，制造成本低廉，安裝方便，不需經(jīng)常維護(hù)，使用方便，極板活性高，耗能少，污水處理效果好，處理后的水可收利用，使用壽命長(zhǎng)。


圖I為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)圖。圖3為陰極板座結(jié)構(gòu)圖。圖4為圖3的A-A剖視圖。圖5為圖3的B-B剖視圖局部。圖6為圖3的C-C剖視圖。圖7為陽極板結(jié)構(gòu)圖。圖8為陰極板結(jié)構(gòu)圖。圖9為葉片與驅(qū)動(dòng)軸連接結(jié)構(gòu)圖。圖10為本發(fā)明的系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由如下零部件構(gòu)成直立式裝置電機(jī)減速機(jī)支架以螺接固定在上蓋I上，供安裝電機(jī)減速機(jī)18。上蓋工程塑料件，上設(shè)出水孔，安裝出水管8 (標(biāo)準(zhǔn)件)。上蓋中心有圓孔，供驅(qū)動(dòng)軸6通過。驅(qū)動(dòng)軸在上蓋中心孔處有軸承28支持。電解單元是裝置的主體，催化電解單元是由極板座和相鄰陰、陽極板組成的污水處理空間。極板座是塑料機(jī)架件。整機(jī)包含數(shù)十個(gè)極板座。極板陽極板和陰極板均為矩形板。極板和極板座間有密封膠條4。下蓋I、下蓋13上開有進(jìn)出水孔，供安裝進(jìn)出水管。下蓋為工程塑料件。底座矩形環(huán)形鋼制件。下方焊有支承腿。驅(qū)動(dòng)軸6 :不銹鋼機(jī)架件。驅(qū)動(dòng)軸由上蓋中心孔插入，向下通過每個(gè)電解單元直至下蓋之上由下蓋中心處平面軸承29支持。葉片10:工程塑料件。數(shù)量等同于電解単元數(shù)。套裝在驅(qū)動(dòng)軸上。長(zhǎng)螺桿5，鋼制件或不銹鋼制件。數(shù)量按裝置中極板座周長(zhǎng)情況而定。長(zhǎng)螺桿從電機(jī)減速機(jī)支架螺孔開始穿入，經(jīng)每個(gè)極板座螺孔、下蓋螺孔和底座螺孔伸出裝置。螺母鎖緊螺桿5并壓緊各層密封膠條4，完成裝置裝配。極板陰陽極都是催化極板，或者陽極是催化極板，陰極為非催化極板。極板開有中心孔，供驅(qū)動(dòng)軸穿過，極板開有過水孔，供被處理污水從ー個(gè)電解單元流入另ー個(gè)電解單元，極板設(shè)置了凸塊27，供接取直流電。其中通孔30，接電處的位置，對(duì)于陰、陽極板來說是關(guān)于縱軸為對(duì)稱的。擾動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)軸6套裝在其上的葉片10組成。葉片表面與驅(qū)動(dòng)軸6的夾角為45。。催化極板的選擇。催化極板的確選擇僅針對(duì)催化陽極而言。這是催化電解裝置的最?？紤]的問題。催化陽極的選擇原則和催化材料范圍催化特性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合
催化性好而穩(wěn)定、價(jià)格低、エ藝制造簡(jiǎn)單是第一原則。一般不去選取鉬系貴金屬。而是選取以某些常用金屬作催化陽極板的基體，基體表面經(jīng)適當(dāng)エ藝處理后涂覆合適的具有催化作用的金屬氧化物。例如氧化鉛、氧化錫等。具體采用何種涂層要視被處理污水中，那些須消除的高污染物的需要而定，一般都會(huì)作針對(duì)性選擇涂層或鍍層，以求經(jīng)濟(jì)合理。
非金屬材料中的石墨及其纖維、金剛石等都可作催化陽極的基體。由催化裝置的傾向性用途確定催化陽極材料。例如催化裝置用作電絮凝、電氣浮等傾向性用途，對(duì)催化陽極要求就不會(huì)苛刻，而且可向被處理污水中投加特定的且是低價(jià)格的支持電解質(zhì)以阻電化學(xué)中氧化還原反應(yīng)和共凝聚反應(yīng)高效進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)大幅度地快速去除污水中的C0D，B0D和SS，并有優(yōu)異的脫色、除臭和消毒作用。當(dāng)被處理的污水水質(zhì)明確后，裝置上的催化極板便可選定。通常電化學(xué)反應(yīng)目的下，例如針對(duì)常見污染物COD (化學(xué)需氧量)、BOD (生化需氧墨)、SS(懸浮物)等，可采用非金屬類催化極板，并在污水中投加適當(dāng)?shù)闹С蛛娊赓|(zhì)，以助水處理過程高效、低能耗完成電化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)、凝聚反應(yīng)和電氣浮去污，實(shí)現(xiàn)污染物的快速高去除率。這是催化電化學(xué)最突出之處。對(duì)高濃度油污(浮油、乳水油和溶解油)的快速高效處理時(shí)，催化極板選擇同上。重金屬(多種)含有氰電鍍污水，也可照此選定催化極板，多種重金屬的去除可達(dá)99%或更聞。當(dāng)催化電解污水處理僅針對(duì)高度濃度污水提升可生化性指標(biāo)(B0D/C0D比值)吋，例如垃圾滲濾液生化處理的預(yù)處理時(shí)，選擇上述催化極板會(huì)有理想效果。對(duì)高毒性的污水，生化處理難以達(dá)到目的但必須以生化處理手段完成處理的污水，這時(shí)對(duì)催化極板應(yīng)選擇必須是覆蓋以催化鍍/涂層的催化極板，以有效破壞高毒污染分子結(jié)構(gòu)，為生化處理創(chuàng)造微生物存活代謝環(huán)境，而非以一般污染物的去除率作衡量。電解裝置的出水管8接固液分離槽31的固液分離室32的下部，水通過隔板35下的濾水孔36進(jìn)入排放水池33。排放水池33與污渣池34之間有隔板37。污渣池排出的污渣經(jīng)脫水干化后回收利用，排放水池33的排放水可直接回收利用。
權(quán)利要求
1.污水三維流動(dòng)的電解處理裝置，上蓋(I)與下蓋(13)之間有上、下疊合排列的多個(gè)陰極板座(3)和陽極板座(2)，陰極板座(3)上有陰極板(9)，陽極板座(2)上有陽極板(11)，上、下蓋，陰極板座和陽極板座通過連接鎖件(5)連為柱體，柱體的軸心有驅(qū)動(dòng)軸(6)穿過陰、陽極板與驅(qū)動(dòng)裝置(18)連接，相鄰陰、陽極板之間的電解単元內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸上固連有至少一片葉片(10)，葉片的上、下表面與驅(qū)動(dòng)軸(6)的一個(gè)夾角a :0° < α <90°，葉片上、下邊與極板有間隙，陰、陽極板上分別有ー個(gè)不同軸的通孔(30)，上蓋(I)有出水管(8),下蓋(13)上有進(jìn)水管(14),極板座與極板、上蓋、下蓋連接處有密封裝置(4),密封的固液分離槽(31)有固液分離室(32)、排放水池(33)和污渣池(34)，固液分離室(32)與出水管⑶連接，與排放水池(33)的下部相通，排放水池上面的浮渣經(jīng)隔板上邊流向污渣池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于每個(gè)電解單元內(nèi)的葉片(10)為兩片，分別位于驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)兩側(cè)，兩葉片(10)與驅(qū)動(dòng)軸的夾角大小相等，方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)軸(6)為橫斷面為矩形的方軸，方軸與陰、陽極板的中心孔壁有間隙，葉片(10)與葉片軸(15)連接，極板與葉片軸上、下表面連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于陰極板座和陽極板座為矩形框，極板為矩形板，矩形板上有凸塊(27)通過極板座矩形框的凸緣的缺ロ分別與陰極銅排(17)和陽極銅排(16)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于陰極板或/和陽極板的基體表面涂覆有具有催化作用的金屬氧化物。
全文摘要
本發(fā)明為污水三維流動(dòng)的電解處理裝置，解決已有裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝和維護(hù)不便，成本高，耗能高，使用壽命短，排放水不能回收利用的問題。上蓋(1)與下蓋(13)之間有上、下疊合排列的多個(gè)陰極板座(3)和陽極板座(2)，陰極板座(3)上有陰極板(9)，陽極板座(2)上有陽極板(11)，軸心有驅(qū)動(dòng)軸(6)穿過陰、陽極板與驅(qū)動(dòng)裝置(18)連接，相鄰陰、陽極板之間的電解單元內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸上固連有至少一片葉片(10)，葉片的上、下表面與驅(qū)動(dòng)軸(6)的一個(gè)夾角α0°＜α＜90°，葉片上、下邊與極板有間隙，陰、陽極板上分別有一個(gè)不同軸的通孔(30)，上蓋(1)有出水管(8)與密封的固液分離槽的固液分離室相通，固液分離室與排放水池相通，排放水池上面浮渣經(jīng)隔板流向污渣池。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102642898SQ20121011712
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者黃援中 申請(qǐng)人:黃援中