申请日2004.08.27
公开(公告)日2005.09.07
IPC分类号C02F1/62; C02F1/46
摘要
本实用新型涉及一种用于废水处理中的金属回收设备，包括反应容器和设置在反应容器内的由阳极和阴极组件组成的电化学反应器;其特点是：阴极组件包括，至少一与阳极平行设置的阴极支撑构件，安置在阴极支撑构件上的双阴极，与阴极支撑构件连接的阴极电流馈送条;并且阴极组件可以设置一阴极支撑构件和双阴极，或设置两阴极支撑构件和两个阴极，也可在阳极和阴极组件之间设置隔膜组件;双阴极由泡沫金属或碳纤维组成;由此本实用新型可适用金属范围广浓度宽的废水处理;同时由于增加阴极面积而提高反应速度，避免两个阴极因金属沉积而粘合在一起;并且由于阳极和阴极组件之间设置隔膜组件，从而防止阳极产生有毒氯气，提高安全性能，因此极为实用。
权利要求书
1.一种用于废水处理中的金属回收设备，包括：
一反应容器(10)，它由容器壳体(11)、容器底座(12)和容器盖板(13) 组成，容器壳体(11)中部设置一集水管(111)，容器壳体(11)底部设置 一个进水口(18)和一个与集水管(111)相通的出水口(19);
一电化学反应器，该电化学反应器由设置在反应容器(10)内的阳极(20) 和阴极组件(30)组成;
其特征在于：
所述的阴极组件(30)包括，至少一与阳极(20)平行设置的阴极支撑构 件(31)，安置在阴极支撑构件(31)上的两个阴极(32、33)，与阴极支撑 构件(31)连接的阴极电流馈送条(34)。
2.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于：
所述的阴极组件(30)中的阴极支撑构件(31)呈中心贯通的圆管形状， 在阴极支撑构件(31)圆管外壁上设置多个上下延伸的长孔(311)，长孔(311) 之间的阴极支撑构件(31)圆管管壁呈肋条状，形成阴极支撑构件(31)由多 根肋条构成;
所述的阴极支撑构件(31)的顶部具有一个中心贯通的圆柱状突起(312)， 所述的容器盖板(13)上贯穿设置一阳极电流接线柱(16)，该阳极电流接线 柱(16)的下端镶嵌在阴极支撑构件(31)顶部的空心突起(312)中并与阳 极(20)连接;
所述的阴极支撑构件(31)突起(312)的顶部设置一密封圈。
3.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于：
所述的设置在阴极支撑构件(31)上的两个阴极(32、33)是以下之一：
分别是采用泡沫金属组成的高浓度阴极(32)和采用碳纤维组成的低浓度 阴极(33)，
由泡沫金属组成的高浓度阴极(32)和(33)，
由碳纤维组成的低浓度阴极(32)和(33);
所述的两个阴极(32、33)与阴极支撑构件(31)连接的方式是下列之一：
两个阴极(32、33)包裹在同一个阴极支撑构件(31)上，
两个阴极(32、33)分别包裹在两个阴极支撑构件(31)上。
4.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于：
所述的阴极电流馈送条(34)有两条，两阴极电流馈送条(34)的宽度小 于阴极支撑构件(31)上相邻两长孔(311)之间的肋条的宽度，阴极电流馈 送条(34)通过不导电的螺栓(341)固定设置在阴极支撑构件(31)的肋条 管壁的外围;
所述的阴极支撑构件(31)上面设置一电流收集环(313)，所述的两阴 极电流馈送条(34)上延伸部弯折后分别紧贴于电流收集环(313)的下侧;
所述的容器盖板(13)上贯穿设置两个阴极电流接线柱(15)，两个阴极 电流接线柱(15)的下端与电流收集环(313)和阴极电流馈送条(34)连接 在一起。
5.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于： 所述的容器盖板(13)至少设置两个与反应容器(10)连接的系墙螺栓(17); 在容器盖板(13)上还设置一能将由阳极和阴极组件组成的反应容器与容器盖 板(13)一起从反应容器(10)中取出的把手(14)。
6.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于： 所述的反应容器(10)容器壳体(11)下部中央设置一圆形托板(112)，圆 形托板(112)周边设有具有倾角的圆壁，所述的阴极支撑构件(31)下端内 壁与圆形托板(112)周边的圆壁紧密吻合。
7.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于： 在所述的反应容器(10)进水口(18)设置一与废水源连接的进水口活接头 (181);在反应容器(10)出水口(19)设置一出水口活接头(191)。
8.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于： 所述的阴极组件(30)在阳极(20)外围设置一个具有多个长孔(311)的阴 极支撑构件(31a);在阴极支撑构件(31a)上包裹了泡沫金属组成的高浓度 阴极(32)和碳纤维组成的低浓度阴极(33)，并通过板条(314)和螺栓将 泡沫金属高浓度阴极(32)和碳纤维低浓度阴极(33)紧密固定在阴极支撑构 件(31a)上。
9.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于：
所述的阴极组件(30)设置有两个具有多个长孔(311)的阴极支撑构件 (31a和31b);其中，阴极支撑构件(31a)设置在阳极(20)外围，阴极支 撑构件(31b)设置在阳极(20)内部，阴极支撑构件(31b)平坦的顶部通过 接线柱(315)与电流收集环(313)连接;
所述的设置在两阴极支撑构件(31a和31b)上的两个阴极(32)和(33) 是以下之一：
在阴极支撑构件(31a)上设置泡沫金属组成的高浓度阴极(32)，在阴 极支撑构件(31b)上设置碳纤维组成的低浓度阴极(33)，
在两阴极支撑构件(31a和31b)上均设置由碳纤维组成的低浓度阴极(32) 和(33)。
10.如权利要求1所述的用于废水处理中的金属回收设备，其特征在于：
在所述的阳极(20)和阴极组件(30)之间设置一隔膜组件(40)，该隔 膜组件(40)是由离子交换隔膜组成;
在所述的反应容器(10)设置两个进水口(18a、18b)和两个出水口(19a、 19b)。
说明书
用于废水处理中的金属回收设备
技术领域
本实用新型涉及一种环保领域的水污染控制设备，尤其涉及一种用于废水 处理中的金属回收设备。
背景技术
在现有技术中，利用电化学方法回收废水中金属的设备有很多，这些设备 虽然能进行回收废水中金属的工作，但是由于废水中回收金属的复杂性，针对 不同的回收金属和回收浓度常常需要改变电化学反应器的结构和操作方法，因 此这种形式的金属回收设备无疑使使用者因需备不同结构的电化学反应器和 繁琐的操作而难以接受。所以寻找一种适合金属范围广、适用金属浓度范围宽、 操作方便的电化学反应器成了人们普遍关注的领域，在此过程中，人们发现用 碳纤维作为电极的电化学反应器由于其独特的优势得到了很多研究者的投入， 为此开发了新的碳纤维电极电化学反应器，如美国专利US5690806、 US6149797、US6162333公开了碳纤维电极电化学反应器的不同结构，并给予 碳纤维电极电化学反应器以极高的评价。但是这些单独利用碳纤维作为电极的 电化学反应器在实际生产和使用过程中存在一定的缺陷：
1.现有技术单独利用碳纤维作为电极的碳纤维电化学反应器比较适用于 浓度比较低的溶液中金属的回收，而对于高浓度溶液中金属的回收容易使碳纤 维层很快饱和;
2.现有技术碳纤维电化学反应器由于将碳纤维电极放在尺寸稳定的阳极 的内部，所以容易发生因碳纤维在阴极上的不当包裹等原因而产生的电流短 路;
3.现有技术碳纤维电化学反应器由于碳纤维的总面积相对较小，因此当 处理水量增加时需要增加新的反应器，从而提高了成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于废水处理中的金属回收设备，它不仅 适合金属范围广、适用金属浓度范围宽、操作方便，并且成本低、使用寿命长。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种用于废水处理中的金属回收设备，包括：一反应容器，它由容器壳体、 容器底座和容器盖板组成，容器壳体中部设置一集水管，容器壳体底部设置一 个进水口和一个与集水管通的出水口;一电化学反应器，该电化学反应器由设 置在反应容器内的阳极和阴极组件组成;其特点是：
所述的阴极组件包括，至少一与阳极平行设置的阴极支撑构件，安置在阴 极支撑构件上的两个阴极，与阴极支撑构件连接的阴极电流馈送条。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的阴极组件中的 阴极支撑构件呈中心贯通的圆管形状，在阴极支撑构件圆管外壁上设置多个上 下延伸的长孔，长孔之间的阴极支撑构件圆管管壁呈肋条状，形成阴极支撑构 件由多根肋条构成;所述的阴极支撑构件的顶部具有一个中心贯通的圆柱状突 起，所述的容器盖板上贯穿设置一阳极电流接线柱，该阳极电流接线柱的下端 镶嵌在阴极支撑构件顶部的空心突起中并与阳极连接;所述的阴极支撑构件突 起的顶部设置一密封圈。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的设置在阴极支 撑构件上的两个阴极是以下之一：分别是采用泡沫金属组成的高浓度阴极和采 用碳纤维组成的低浓度阴极，由泡沫金属组成的高浓度双阴极，由碳纤维组成 的低浓度双阴极;所述的两个阴极与阴极支撑构件连接的方式是下列之一：两 个阴极包裹在同一个阴极支撑构件上，两个阴极分别包裹在两个阴极支撑构件 上。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的阴极电流馈送 条有两条，两阴极电流馈送条的宽度小于阴极支撑构件上相邻两长孔之间的肋 条的宽度，阴极电流馈送条通过不导电的螺栓固定设置在阴极支撑构件的肋条 管壁的外围;所述的阴极支撑构件上面设置一电流收集环，所述的两阴极电流 馈送条上延伸部弯折后分别紧贴于电流收集环的下侧;所述的容器盖板上贯穿 设置两个阴极电流接线柱，两个阴极电流接线柱的下端与电流收集环和阴极电 流馈送条连接在一起。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的容器盖板至少 设置两个与反应容器连接的系墙螺栓;在容器盖板上还设置一能将由阳极和阴 极组件组成的反应容器与容器盖板一起从反应容器中取出的把手。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的反应容器容器 壳体下部中央设置一圆形托板，圆形托板周边设有具有倾角的圆壁，所述的阴 极支撑构件下端内壁与圆形托板周边的圆壁紧密吻合。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，在所述的反应容器进 水口设置一与废水源连接的进水口活接头;在反应容器出水口设置一出水口活 接头。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的阴极组件在阳 极外围设置一个具有多个长孔的阴极支撑构件;在阴极支撑构件上包裹了泡沫 金属组成的高浓度阴极和碳纤维组成的低浓度阴极，并通过板条和螺栓将泡沫 金属高浓度阴极和碳纤维低浓度阴极紧密固定在阴极支撑构件上。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，所述的阴极组件设置 有两个具有多个长孔的阴极支撑构件;其中，一阴极支撑构件设置在阳极外围， 另一阴极支撑构件设置在阳极内部，阴极支撑构件平坦的顶部通过接线柱与电 流收集环连接;所述的设置在两阴极支撑构件上的两个阴极是以下之一：在一 阴极支撑构件上设置泡沫金属组成的高浓度阴极，在另一阴极支撑构件上设置 碳纤维组成的低浓度阴极，在两阴极支撑构件上均设置由碳纤维组成的两低浓 度阴极。
在上述的用于废水处理中的金属回收设备中，其中，在所述的阳极和阴极 组件之间设置一隔膜组件，该隔膜组件是由离子交换隔膜组成;在所述的反应 容器设置两个进水口和两个出水口。
本实用新型用于废水处理中的金属回收设备由于采用了上述的技术方案， 使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1.本实用新型由于采用由双阴极和单阳极构成的反应器结构;两个阴极 可以采用泡沫金属组成的高浓度阴极和碳纤维组成的低浓度阴极，由此可以适 合金属范围广且金属浓度范围宽的废水处理，使之既可以进一步地回收金属， 并且提高了废水的处理质量;
2.本实用新型由于在阳极的内外分别设置阴极支撑构件，在两阴极支撑 构件上分别设置阴极，由此使反应器的阴极面积相对增加了很多，从而增加了 反应速度，避免沉积了过多金属的泡沫金属高浓度阴极和碳纤维低浓度阴极会 由于金属的沉积而粘合在一起而影响了废水处理和金属回收的问题;
3.本实用新型由于在阳极和阴极组件之间设置隔膜组件，在反应容器为 阴极液和阳极液分别设置进水口和出水口，从而可以在阳极上防止有毒氯气的 产生，从而提高了本实用新型的安全性能。
