申请日2016.11.16
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C02F1/463
摘要
一种基于电化学原理的废水处理装置，包括反应槽、电极A、电极B、电极固定条、电极支撑柱、搅拌桨、转动轴，反应槽为筒形，反应槽的上下两端设有法兰和法兰盖，转动轴通过轴承安装在法兰盖的中心位置处，电极支撑柱固定在反应槽的下部法兰盖上，电极A和电极B交替叠放在电极支撑柱的上端，在电极A和电极B之间放置搅拌桨，电极A和电极B的中心孔大于转动轴的直径，搅拌桨的中心孔与转动轴的外径相配合，电极固定条的一侧固定在反应槽的内壁上，另一侧卡在电极A和电极B圆周上的凹槽中。本发明极板间距自适应调节，保持极板间距保持不变，采用双向脉冲电源，防止电极钝化，搅拌桨加速极板上离子和气泡的迁移，并刮除极板上粘附物。
权利要求书
1.一种基于电化学原理的废水处理装置，其特征在于，包括反应槽、电极A、电极B、电极固定条、电极支撑柱、搅拌桨、转动轴，反应槽为筒形，反应槽的上下两端设有法兰和法兰盖，在法兰盖的中心位置处安装有轴承，转动轴通过轴承安装在反应槽上下法兰盖的中心位置处，电极支撑柱固定在反应槽的下部法兰盖上，电极A和电极B交替叠放在电极支撑柱的上端，在电极A和电极B之间放置搅拌桨，电极A和电极B的中心孔大于转动轴的直径，搅拌桨的中心孔与转动轴的外径相配合，电极A、电极B和搅拌桨沿转动轴方向可自由滑动，电极固定条的一侧固定在反应槽的内壁上，另一侧卡在电极A和电极B圆周上的凹槽中。
2.根据权利要求1所述的一种基于电化学原理的废水处理装置，其特征在于，在所述反应槽的上端设置有出水口，在反应槽的下端设置有进水口和排污口;在反应槽的上下两端分别设置有上、下电源接线柱，上、下电源接线柱分别与最上端的电极和最下端的电极连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于电化学原理的废水处理装置，其特征在于，所述电极A上设有一个大中心孔，电极A的圆周上对称设置有两个凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种基于电化学原理的废水处理装置，其特征在于，所述电极B上设有一个大中心孔，大中心孔的周边均匀分布若干个小孔，电极B的圆周上对称设置有两个凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种基于电化学原理的废水处理装置，其特征在于，在所述搅拌桨桨叶的端部设置有滑动滚珠，滑动滚珠与上下两端的电极滚动连接。
6.一种采用如权利要求1所述的基于电化学原理的废水处理装置的废水处理方法，其特征在于，首先废水由进水口进入反应槽内，如果电极A设置在最底端，则废水从电极A的大中心孔向上流动，再通过相邻电极B的四周小孔向上流出，再由上端的电极A的大中心孔向上流动，如此反复，使水流形成折流自下而上流动;如果电极B设置在最底端，则废水从电极B的四周小孔向上流出，再通过相邻电极A的大中心孔向上流动，再由上端的电极B的四周小孔向上流出，如此反复，水流仍然可以形成折流自下而上流动;
废水充满反应槽后，通过上下电源接线柱连接220V或380V、50Hz的双向脉冲电源，输出电流密度为1A/m2-100A/m2，输出频率为100Hz-5000Hz，占空比10%-90%;同时转动转动轴带动搅拌桨旋转，转速为10r/min-100r/min;
废水在反应槽中的停留时间为5min-60min，最后经过处理后的废水和生成的絮凝物经出水口排出。
说明书
一种基于电化学原理的废水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及环境工程领域，尤其涉及一种基于电化学原理的废水处理装置及方法。
背景技术
电化学技术因具有多功能性、高度灵活性、无污染或少污染性、易控制性，逐步应用于电镀，化工、制药、印染和造纸等多种化工废水及水净化方面。目前，主要有以下几种电化学技术与设备：(1)微电解，主要是铁屑和活性炭在酸性条件下构成无数的原电池，利用微电解反应去除废水中的污染物。该技术存在反应速度慢，反应器容易堵塞，铁屑和酸碱量投加量大等缺点;(2)电催化氧化，采用具有高电位和催化活性的阳极直接氧化废水中的污染物，该技术电极消耗大且电极昂贵，成本较高;(3)电渗析，是在电场中添加选择性透过膜，将污染物进行分离，它的缺点是运行过程中容易产生浓度极差化造成设备结垢，降低处理效率同时增加能耗;(4)电絮凝，是在通电条件下，金属阳极产生阳离子并形成絮凝剂，对污染物产生絮凝去除，同时电极之间发生氧化还原分解污染及气浮作用分离污染物。电絮凝因具有设备简单被广泛应用于废水处理领域，但是也存在电耗大，极板钝化的问题，在应用受到一定的限制。
随着电极材料的开发、反应设备的研制及对传统电化学工艺的改进，电絮凝设备在能耗和极板钝化问题有所改善，但是，随着反应的进行，电极板的消耗，极板间距不能自适应的自动调整，导致极板间距越来越大。反应生成的金属氧化物(CaO、MgO等)和较强粘附性的物质包裹电极不易去除，导致电化学设备处理效率降低，能耗骤然上升，只能清洗或更换电极，设备维护频率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于电化学原理的废水处理装置及方法，随着电化学反应的进行，极板间距自适应自动调节，保持极板间距和处理效果;通过加速极板上离子和气泡的迁移，同时除去极板上粘附物质，延长设备的使用寿命，降低运行能耗。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种基于电化学原理的废水处理装置，包括反应槽、电极A、电极B、电极固定条、电极支撑柱、搅拌桨、转动轴，反应槽为筒形，反应槽的上下两端设有法兰和法兰盖，在法兰盖的中心位置处安装有轴承，转动轴通过轴承安装在反应槽上下法兰盖的中心位置处，电极支撑柱固定在反应槽的下部法兰盖上，电极A和电极B交替叠放在电极支撑柱的上端，在电极A和电极B之间放置搅拌桨，电极A和电极B的中心孔大于转动轴的直径，搅拌桨的中心孔与转动轴的外径相配合，电极A、电极B和搅拌桨沿转动轴方向可自由滑动，电极固定条的一侧固定在反应槽的内壁上，另一侧卡在电极A和电极B圆周上的凹槽中。
在所述反应槽的上端设置有出水口，在反应槽的下端设置有进水口和排污口;在反应槽的上下两端分别设置有上、下电源接线柱，上、下电源接线柱分别与最上端的电极和最下端的电极连接。
所述电极A上设有一个大中心孔，电极A的圆周上对称设置有两个凹槽。
所述电极B上设有一个大中心孔，大中心孔的周边均匀分布若干个小孔，电极B的圆周上对称设置有两个凹槽。
在所述搅拌桨桨叶的端部设置有滑动滚珠，滑动滚珠与上下两端的电极滚动连接。
一种采用基于电化学原理的废水处理装置的废水处理方法，首先废水由进水口进入反应槽内，如果电极A设置在最底端，则废水从电极A的大中心孔向上流动，再通过相邻电极B的四周小孔向上流出，再由上端的电极A的大中心孔向上流动，如此反复，使水流形成折流自下而上流动;如果电极B设置在最底端，则废水从电极B的四周小孔向上流出，再通过相邻电极A的大中心孔向上流动，再由上端的电极B的四周小孔向上流出，如此反复，水流仍然可以形成折流自下而上流动;
废水充满反应槽后，通过上下电源接线柱连接220V或380V、50Hz的双向脉冲电源，输出电流密度为1A/m2-100A/m2，输出频率为100Hz-5000Hz，占空比10%-90%;同时转动转动轴带动搅拌桨旋转，转速为10r/min-100r/min;
废水在反应槽中的停留时间为5min-60min，最后经过处理后的废水和生成的絮凝物经出水口排出。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
一种基于电化学原理的废水处理装置及方法，极板间距自适应调节，保持极板间距保持不变，设备处于最佳的处理状态，同时采用双向脉冲电源，防止电极钝化，正、负电极均匀损耗，延长设备寿命，降低设备能耗。极板间搅拌桨的转动提高水的湍流加速极板上离子和气泡的迁移，同时刮除极板上粘附物质，保持极板不被污染。是一种低能耗、高效率的高浓度难降解废水处理装置。
