專利名稱：一種用于污廢水處理的電化學處理設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于資源環(huán)境技術領域，具體涉及一種用于污廢水處理的電化學處理設備。
背景技術：
目前電化學處理設備普遍是通過在反應槽內(nèi)直接設置電極板，在反應槽安裝布水系統(tǒng)與出水系統(tǒng)控制廢水流經(jīng)極板間隙而完成電化學處理過程。目前所用的極板材料一般都是單一性的，反應槽內(nèi)直接設置有插槽，用于極板的安裝。但是這類電化學處理設備在工程應用中存在一系列的問題，限制了其工程應用。主要表現(xiàn)為 首先，目前電化學處理設備的極板安裝、更換及維修過程繁瑣；由于極板直接安裝于反應槽中，每一塊極板都需要重新安裝，單次更換極板時間長(一般更換一次約需要半天時間)、勞動強度大；極板的更換需要在反應槽中直接操作，更換過程對反應槽具有損壞作用，容易造成設備故障，降低系統(tǒng)可靠性。目前由于極板安裝方式局限，水力條件較好的設備結構較復雜，而結構簡單的設備則水力條件不佳。其次，設備的極板材料采用單一性極板材料，極板消耗量大，特別是在應對復雜水質(zhì)的工業(yè)廢水時，為了保證處理效果只能以更大的極板消耗及能耗為代價，極大的增加了運行成本，同時降低了極板的使用壽命(有資料顯示極板使用最短的只有7天，一般的情況下極板能使用15天)，這在一定程度上限制了電化學設備的應用。而且，現(xiàn)有電化學處理設備一般利用銅板將可溶性極板與電源連接，銅板與可溶性極板的連接處由于在通電情況下容易生成氧化物，導致連接處的電阻增大，造成較大的無效電能損耗；另外，采用這種極板連接方式難以保證極板消耗均勻，從而導致極板的浪費。綜上所述，目前的電化學設備由于極板消耗快、更換頻率高、使用壽命短、單次更換時間長，從而導致了設備的停運時間長、運行成本高、有效利用率低、穩(wěn)定性隨著運行時間的延長而逐漸降低，同時無效電能損耗大。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在解決上述設備在工程實際應用中存在的問題，提高設備性能和有效利用率、降低運行成本、提供一種結構更優(yōu)的電化學處理設備。為了達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為所述用于污廢水處理的電化學處理設備，其結構包括反應槽和電化學反應模塊；所述反應槽設有進水口，配水區(qū)，出水口和放空管；所述電化學反應模塊與反應槽是分體的；所述電化學反應模塊包括支撐結構和布置于支撐結構內(nèi)的極板；所述支撐結構設有底部開口，出水口，底部開口與反應槽配水區(qū)連通，出水口與反應槽出水口連接；其中，所述電化學反應模塊出水口與反應槽出水口采取簡易密封軟連接，可自由拆卸；[0011]其中，所述電化學反應模塊支撐結構上設有吊裝結構；另外，所述電化學反應模塊中的極板由惰性電極板和可溶性電極板組成，惰性電極板與電源連接；所述惰性電極板為石墨極板；所述可溶性電極板由鐵極板和鋁極板間隔布置而成；其中，根據(jù)處理水質(zhì)的不同，所述可溶性電極板中鐵極板與鋁極板的數(shù)量設置比例在2 :8至9 :1之間，優(yōu)選為7 :3至9 :1之間，更優(yōu)選為8 :2。以下對本實用新型作進一步說明(參見圖I、圖2和圖3):如圖I、圖2和圖3所不,所述電化學處理設備包括反應槽I和電化學反應模塊91、92 ;反應槽I設有進水口 2，配水區(qū)3，出水口 7和反應槽放空管12 ;電化學反應模塊91、92包括一支撐結構8，支撐結構8內(nèi)間隔布置有若干塊惰性極板41和可溶性極板42，惰性極板41與電源11連接；支撐結構8底部設有開口 10，底部開口 10與反應槽I的配水區(qū)3連通；支撐結構8設有頂部出水口 6，頂部出水口 6與反應槽出水口 7采取簡易密封軟連接，可自由拆卸；支撐結構8上設有吊裝結構5。 所述電化學處理設備工作過程如下一套電化學處理設備配備兩個電化學反應模塊91、92，一用91 一備92 ;廢水通過反應槽進水口 2進入反應槽I，然后經(jīng)過反應槽配水區(qū)3及電化學反應模塊底部開口 10，進入模塊91進行處理，處理水及全部污泥經(jīng)過模塊出水口 6及反應槽出水口 7到后續(xù)泥水分離設備中。當可溶性極板42消耗殆盡需要更換時，可直接將模塊91吊出，將備用模塊92吊入，以實現(xiàn)模塊的快速更換。模塊91內(nèi)可溶性極板42的更換快速簡易，只需將消耗殆盡的可溶性極板41重新更換即可作為備用模塊以待下一次更換。與本行業(yè)同等的電化學處理設備相比，本實用新型的有益效果是(I)本實用新型采用獨立電化學反應模塊(以下簡稱“模塊”)，模塊內(nèi)裝有惰性極板(石墨極板)與可溶性極板(鐵、鋁極板)，同時對傳統(tǒng)反應槽的電化學處理功能進行了分害!]，并優(yōu)化傳統(tǒng)反應槽進水、布水、調(diào)節(jié)等功能，解決當前設備極板安裝更換繁瑣、處理效率不聞、電能損耗聞等問題。(2)模塊可溶性極板消耗殆盡時，只需將模塊直接吊出，換入備用模塊，設備即可正常工作。換下來的模塊只需更換可溶性極板即可作為備用模塊。這種更換方式減少極板更換時間、減輕勞動強度、減少極板更換過程對設備的損壞，提高設備可靠性、安全性及有效利用率。(3)本實用新型將極板從傳統(tǒng)的反應槽中獨立出來形成模塊，優(yōu)化反應槽的布水調(diào)節(jié)功能，優(yōu)化極板間待處理污廢水的水力學流態(tài)，提高處理效率。(4)本實用新型采用鐵極板、鋁極板及石墨極板等多種材料極板混合布置，利用鐵極板的沉降效果與鋁極板的處理效果，放大多極板的優(yōu)點，同時能將鐵極板與鋁極板單獨使用的缺點進行最大程度的消減，實現(xiàn)優(yōu)缺點互補。解決極板消耗快、處理效率不高的問題。(5)本實用新型采用鐵極板、鋁極板及石墨極板等多種材料極板混合布置，針對不同水質(zhì)的污廢水，通過調(diào)整鐵鋁極板的比例達到預期處理效果，擴大設備的處理應用范圍。(6)石墨極板是模塊中的輔助極板部分，起連接作用，電源只與石墨極板連接，有效防止連接處形成氧化物及輕易松動，從而保證良好連接，降低電能損耗，保證可溶性極板消耗的均勻性，避免極板浪費。[0023](7)模塊運用于電化學處理設備中，通過電解氧化、還原、絮凝及氣浮等多種作用實現(xiàn)對污廢水的處理，能縮短配套設備的極板安裝更換時間，延緩極板損耗，提高設備處理效率，提高設備穩(wěn)定性，降低能耗，降低設備運行成本。

圖I為本實用新型電化學處理設備的電化學反應模塊中混合極板布置及連接方式示意圖；圖2為本實用新型電化學處理設備的電化學反應模塊結構示意圖；圖3為本實用新型的電化學處理設備的結構示意圖。圖中1、反應槽；2、進水管；3、配水區(qū)；41、惰性極板(石墨極板)；42、可溶性極板 (鐵、鋁極板);5、吊裝結構；6、模塊頂部出水口 ；7、反應槽出水口 ；8、模塊支撐結構；91、電化學反應模塊；92、電化學反應模塊(備用)；10、模塊底部開口 ；11、電源；12、反應槽放空管。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。實施例I :如圖I、圖2和圖3所示，電化學處理設備包括反應槽I和電化學反應模塊91、92 ；反應槽I設有進水口 2，配水區(qū)3，出水口 7和反應槽放空管12 ;電化學反應模塊91、92包括一立方體的支撐結構8，支撐結構8內(nèi)間隔布置有若干塊惰性極板41和可溶性極板42 (根據(jù)處理水質(zhì)的不同，可溶性電極板42中鐵極板與鋁極板的設置比例在2 :8、1之間)，惰性極板41與電源11連接；支撐結構8底部設有開口 10，底部開口 10與反應槽I的配水區(qū)3連通；支撐結構8設有頂部出水口 6，頂部出水口 6與反應槽出水口 7采取簡易密封軟連接，可自由拆卸；支撐結構8上設有吊裝結構5。實施例2采用模擬實驗廢水進行研究，就混合極板與單一性極板的處理效果，極板消耗進行了研究。模擬實驗廢水主要重金屬因子為Cu、Zn及六價鉻，配制的原水濃度見表I。表I模擬實驗廢水水質(zhì)(單位mg/L)
「 ^項目Cu Zn 六雌____
模擬廢水水質(zhì) 9 12 9-12 9-12通過本實用新型對模擬廢水進行處理，主要研究了混合極板與單一極板兩種工況下的極板消耗情況及處理效果。電化學處理設備的基本參數(shù)如下極板間距3cm，電壓及電流隨著工況的不同而變化；處理過程如下首先調(diào)節(jié)模擬廢水PH值及電導率進行預處理，然后采用本實用新型對廢水進行處理，對原水及處理出水采用原子吸收儀進行檢測分析(六價鉻采用分光光度法)，處理出水(包括絮體)中鐵鋁含量的測定采用原子吸收儀進行檢測分析。通過調(diào)節(jié)電流密度，可以實現(xiàn)不同的極板消耗及處理效果。在不同的極板比例條件下，采用相同的電流密度，以研究極板比例對處理效果的影響，數(shù)據(jù)見表2;通過調(diào)節(jié)電流密度以使不同極板材料比例的條件下得到相近的處理效果，以研究不同極板比例下電流密度的變化情況，從而間接體現(xiàn)極板的消耗量，相關數(shù)據(jù)見表3。表2相同的電流條件下的不同鐵鋁極板比的處理效果電流密度穩(wěn)定在141. 3A/m2的條件下(單位mg/L)
權利要求1.ー種用于污廢水處理的電化學處理設備，其結構包括反應槽和電化學反應模塊；所述反應槽設有進水口，配水區(qū)，出水口和放空管；其特征在于所述電化學反應模塊與反應槽是分體的；所述電化學反應模塊包括支撐結構和布置干支撐結構內(nèi)的極板；所述支撐結構設有底部開ロ，頂部出水ロ ；底部開ロ與反應槽配水區(qū)連通，頂部出水ロ與反應槽出水ロ連接。
2.如權利要求I所述的電化學處理設備，其特征在于所述電化學反應模塊頂部出水ロ與反應槽出水ロ采取簡易密封軟連接。
3.如權利要求I所述的電化學處理設備，其特征在于所述電化學反應模塊支撐結構上設有吊裝結構。
4.如權利要求I至3任一項所述的電化學處理設備，其特征在于，所述極板由惰性極板和可溶性極板組成，惰性極板與電源連接。
5.如權利要求4所述的電化學處理設備，其特征在于，所述惰性極板為石墨極板；所述可溶性極板由鐵極板和鋁極板間隔布置而成。
6.如權利要求5所述的電化學處理設備，其特征在于，所述鐵極板與鋁極板的數(shù)量設置比例為2 :8至9 :1。
7.如權利要求6所述的電化學處理設備，其特征在干，所述鐵極板與鋁極板的數(shù)量設置比例為7 :3至9 :1。
8.如權利要求7所述的電化學處理設備，其特征在于，所述鐵極板與鋁極板的數(shù)量設置比例為8 :2。
專利摘要本實用新型涉及一種用于污廢水處理的電化學處理設備，其結構包括反應槽和電化學反應模塊，所述電化學反應模塊與反應槽是分體的；該電化學反應模塊包括支撐結構和布置于支撐結構內(nèi)的極板；所述極板由惰性極板和可溶性極板組成，惰性極板與電源連接。采用此結構的電化學處理設備，能縮短配套設備的極板更換時間，延緩極板損耗，提高設備處理效率，提高設備的穩(wěn)定性，降低設備運行成本。
文檔編號C02F1/46GK202542926SQ201220204650
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權日2012年5月9日
發(fā)明者劉利軍, 游建軍, 熊道文, 王合德, 禹芝文, 賀前鋒 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院, 湖南郴州國水水處理有限公司