CN212127844U - 一种电化学污水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电化学污水处理设备，包括电解槽壳体，所述电解槽壳体内设置有至少一个电解室，每个电解室内设置有电极装置，所述电极装置包括阳极组件和阴极组件，所述阳极组件包括阳极本体以及包裹在阳极本体外部的多孔吸附填料，所述阴极组件包括阴极本体以及包裹在阴极本体外部的滤料；过多孔吸附填料的吸附作用，可以吸附阳极本体电解过程中产生的氧化性阳离子，同时通过多孔吸附填料对废水中的污染物有效集聚作用，有效延长废水与氧化性阳离子的接触时间，提高污水中氨氮和COD的去除效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种电化学污水处理设备。
背景技术
垃圾渗滤液，特别是填埋期较长的垃圾渗滤液，其氨氮、COD、盐分含量均较高，但生化耗氧量较低，可生化比一般低于0.3。
常规生化处理方法需额外补充大量葡萄糖等碳源才能对污水进行有效生化处理，运营成本高，且受室外温度等条件影响，难以有效稳定处理。
现有技术中的电化学处理装置一般是阳极氧化装置，可以对氨氮、化学耗氧量等污染物进行处理，但电极易于结垢并失去活性，去除效率不高；其阴极不具有还原性，对污水中含有的大量硝酸盐不具有还原性，导致污水总氮含量超标，无法满足实际需求；较为先进的现有技术中直接在电解池中加装还原性阴极，但阳极氧化氨氮产生的大量硝酸盐直接扩散到阴极又会干扰阴极的还原作用，无法有效去除硝态氮。
实用新型内容
本实用新型提供一种电化学污水处理设备，能够解决上述问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种电化学污水处理设备，包括电解槽壳体，所述电解槽壳体内设置有至少一个电解室，其特征在于：每个电解室内设置有电极装置，所述电极装置包括阳极组件和阴极组件，所述阳极组件包括阳极本体以及包裹在阳极本体外部的多孔吸附填料，所述阴极组件包括阴极本体以及包裹在阴极本体外部的滤料。
进一步地，还包括超声波装置，所述超声波装置包括超声波发生器、超声波换能器以及振动板；所述超声波装置用于产生机械振波，能够去除阳极本体以及阴极本体上的结垢，并能加速污染物与电极装置的反应。
进一步地，所述振动板、阳极本体以及阴极本体平行设置。
进一步地，所述电解槽壳体一端的上部设置有进水口，且另一端的上部设置有出水口，所述出水口的高度低于进水口的高度，且所述多孔吸附填料的高度和滤料的高度高于出水口的高度，所述阳极组件的两侧和阴极组件的两侧均与电解室的两侧紧密接触；污水从进水口进入并流过滤料的缝隙以及多孔吸附填料的缝隙，所述多孔吸附填料能够聚集污染物并使污染物充分与阳极本体产生的氧化性离子发生氧化反应，流经滤料的污水能够与所述阴极本体产生的还原性离子发生还原反应。
进一步地，所述电解槽壳体内设置有隔板，所述隔板将电解槽壳体的内部空间分割为两个电解室，所述隔板的底部设置有连通两个电解室的连通管。
进一步地，所述电解槽壳体的上部开设有至少一个排气口且所述排气口的数量与电解室的数量相同，每个电解室均与一个排气口连通。
进一步地，所述阳极组件包括第一塑料网板，所述第一塑料网板包裹在多孔吸附填料外部且用于固定多孔吸附填料，所述阳极本体为合金网板，所述合金网板采用具有过析氧电位的合金材料，所述多孔吸附填料为活性碳颗粒或碳纤维。
进一步地，所述阴极组件包括第二塑料网板，所述第二塑料网板包裹在滤料的外部且用于固定滤料，所述阴极本体为不锈钢网板，所述滤料为具有过析氢电位的还原性金属颗粒。
进一步地，所述电解槽壳体靠近出水口一端的底部开设有清洗排水口。
进一步地，所述电解槽壳体的材质为PP板材或者PVC 板材。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：
1.通过多孔吸附填料的吸附作用，可以吸附阳极本体电解过程中产生的氧化性阳离子，同时通过多孔吸附填料对废水中的污染物有效集聚作用，有效延长废水与氧化性阳离子的接触时间，提高污水中氨氮和COD的去除效率。
2.可以利用超声波振动装置实现在线清洗，减少电极结垢情况；同时，超声波产生的空化作用可以加速污水有机物的分解，提高污染物去除效率。
3.通过多孔吸附填料对氧化性阳离子的吸附作用，减少反应过程中产生的氧化性阳离子对阴极还原反应的干扰，使得阳极组件能够去除污水中的氨氮和COD，且阴极组件能够有效去除污水中的硝态氮，实现了对污水中氨氮、COD、硝态氮的同步去除，节约能源。
4.阳极组件的两侧与阴极组件的两侧均与电解室的两侧紧密接触，使得污水必须经过多孔吸附填料以及滤料，促使电解反应充分进行，并通过进水口、出水口、隔板以及连通管导向作用，有效防止污水短路，提高了污水去除效率。
附图说明
图1为本实用新型整体的结构示意图；
图2为本实用新型阳极组件的结构示意图；
图3为本实用新型阴极组件的结构示意图；
图4为本实用新型圆柱形电解槽的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。
如图1-3所示，一种电化学污水处理设备，包括电解槽壳体20，所述电解槽壳体内设置有至少一个电解室21，其特征在于：每个电解室内设置有电极装置，所述电极装置包括阳极组件32和阴极组件31，所述阳极组件包括阳极本体32-1以及包裹在阳极本体外部的多孔吸附填料32-2，所述阴极组件包括阴极本体31-1以及包裹在阴极本体外部的滤料31-2。
所述电解槽壳体一端的上部设置有进水口22，且另一端的上部设置有出水口23，所述出水口23的高度低于进水口22的高度，且所述多孔吸附填料32-2的高度和滤料31-2的高度高于出水口的高度，所述阳极组件32的两侧和阴极组件31的两侧均与电解室的两侧紧密接触；污水从进水口进入并流过滤料的缝隙以及多孔吸附填料的缝隙，所述多孔吸附填料能够聚集污染物并使污染物充分与阳极本体产生的氧化性离子发生氧化反应，流经滤料的污水能够与所述阴极本体产生的还原性离子发生还原反应。
所述电解槽壳体20内设置有隔板27，所述隔板将电解槽壳体的内部空间分割为两个电解室21，所述隔板的底部设置有连通两个电解室的连通管26。
所述污水处理设备还包括第一电源10和第二电源11。
本实施例中，所述电解室共有两个，污水先经过的电解室为第一电解室，后经过的电解室为第二电解室；阳极组件和阴极组件的数量可根据需要以及电解室空间的大小进行设置；本实施例的每个电解室中，阳极组件和阴极组件各有两个，排列的顺序为：阴极组件、阳极组件、超声波装置、阳极组件以及阴极组件；各阴极本体以并联的方式与第一电源的负极电性连接，各阳极本体以并联的方式与第一电源的正极电性连接。
经过混凝沉淀等方式预处理后的污水通过进水口流入第一电解室，并通过隔板下部的连通管流入第二电解室。
污水流经阴极组件时，由于阴极组件的两侧与电解室的两侧紧密接触，故污水只能从滤料的缝隙流过，污水的硝态氮能够与阴极组件产生的还原性离子充分发生反应，能够有效提高硝态氮的去除效果。
所述超声波装置与电解室两侧之间应具有一定间隙，以便污水流过。
污水流经阳极组件时，由于阳极组件的两侧与电解室的两侧紧密接触，故污水只能从多孔吸附填料的缝隙流过，污水中的污染物与多孔吸附填料充分接触，能够提高氨氮和COD的去除效果；COD也被称为化学需氧量，是指以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。
污水逐渐浸没各个电解室内的阴极组件、阳极组件以及超声波装置，此时启动第一电源，给阴极组件、阳极组件供电，阳极组件上的阳极本体开始工作，阳极本体的材质为具有过析氧电位的合金材料，能够产生具有强氧化性的阳离子，可以把污水中的氨氮、COD等污染物氧化分解除去。
阴极组件上阴极本体同时工作，阴极本体可以使具有过析氢电位的滤料产生还原性离子，可以把污水中的硝态氮还原为氮气而除去。
由于多孔吸附填料对大多数离子态物质具有吸附作用，有利于污染物在电极周围的聚集，提高电极电解效率；多孔吸附填料内发生连续动态的吸附-解吸过程，使得阳极本体电解产生的氧化性离子不会立即随水流扩散到阴极周边，减少了阳极氧化反应对阴极还原反应的干扰。
第一电解室和第二电解室之间设置有隔板，污水只能通过隔板底部的连通管流入第二电解室，第一电解室电解产生的各种活性物质无法立即进入第二电解室，从而逐级降低各个电解池污染物的负荷，促使电解反应充分进行，电解后达标排放的污水通过出水口流出。
可以将所述污水处理设备并联使用，从而处理大量污水；也可以将多个所述污水处理设备串联使用，从而达到更高的排放标准。
所述超声波装置33包括超声波发生器、超声波换能器以及振动板，超声波发生器产生超声波信号，超声波换能器将超声波信号转换为振动板的机械振波；可以利用超声波振动装置实现在线清洗，减少电极结垢情况；同时，超声波产生的空化作用可以加速污水有机物的分解，提高污染物去除效率；第二电源用于为超声波装置供电。
超声波的空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程；超声波作用于液体时可产生大量小气泡，其中一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡；另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化；超声波的空化作用能使污水中有机物加速分解，从而提高污水处理装置的处理效率。
如图1所示，所述振动板、阳极本体32-1以及阴极本体31-1平行设置；平行设置时，振动板产生的机械振波对阳极本体和阴极本体上的结垢去除效果最好。
如图1所示，所述出水口23的高度低于进水口22的高度，且所述多孔吸附填料32-2的高度和滤料31-2的高度高于出水口的高度；为了保证污染物的去除效果，最好的情况是污水流动过程中均流经各电极组件，如果出水口高于进水口，则流动效果差，如果出水口高于多孔吸附填料或者滤料的高度，则会有部分污水会从多孔吸附填料或者滤料的上方流过，这种情况下污水中的污染物不能被充分电解，去除效果不好；本实用新型对出水口的高度进行了优化设计，能够保证污染物的去除率。
从进水口进入的污水如果具有一定的水压，所述进水口也可设置在电解槽壳体一端的下部，所述出水口的高度也无需低于进水口的高度。
如图1所示，所述电解槽壳体的上部开设有至少一个排气口25且所述排气口的数量与电解室21的数量相同，每个电解室均与一个排气口连通；电解过程中产生的废气可通过排气口排出。
排气口数量与电解室数量不必一一对应，一个电解室也可与多个排气口连通。
如图2所示，所述阳极组件32包括第一塑料网板32-3，所述第一塑料网板包裹在多孔吸附填料32-2外部且用于固定多孔吸附填料，所述阳极本体32-1为合金网板，所述合金网板采用具有过析氧电位的合金材料，所述多孔吸附填料为活性碳颗粒或碳纤维。
如图3所示，所述阴极组件31还包括第二塑料网板31-3，所述第二塑料网板包裹在滤料的外部且用于固定滤料，所述阴极本体为不锈钢网板，所述滤料31-2为具有过析氢电位的还原性金属颗粒。
如图1所示，所述电解槽壳体20靠近出水口一端的底部开设有清洗排水口24。清洗排水口平时处于关闭状态，阳极本体和阴极本体上的结垢进行去除时，打开清洗排水口，将结垢排出。
所述电解槽壳体20的材质为PP板材、PVC 板材或者其他非金属材料。
如图4所示，另一种实施方式中，电解槽壳体也可以做成两个分离的圆柱型，阴极组件、阳极组件、超声波振动组件对应做成圆筒状，阴极组件、阳极组件截面圆同心设置。
在电解室的中轴线位置附近设置超声波装置，安装一个进水管，进水管一端与进水口22连通，另一端穿过外层的阴极组件31、阳极组件32，并延伸到内层的阴极组件31内。
污水先经过的电解室为第一电解室，后经过的电解室为第二电解室；连通管26的进水口一端安装在第一电解室的外层的阴极组件之外，连通管的出水口穿过第二电解室的外层阴极组件、阳极组件延伸至内层的阴极组件之内，其工作原理与前一种实施方式相同。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种电化学污水处理设备，包括电解槽壳体（20），所述电解槽壳体内设置有至少一个电解室（21），其特征在于：每个电解室内设置有电极装置，所述电极装置包括阳极组件（32）和阴极组件（31），所述阳极组件包括阳极本体（32-1）以及包裹在阳极本体外部的多孔吸附填料（32-2），所述阴极组件包括阴极本体（31-1）以及包裹在阴极本体外部的滤料（31-2）。
2.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：还包括超声波装置（33），所述超声波装置包括超声波发生器、超声波换能器以及振动板；所述超声波装置用于产生机械振波，能够去除阳极本体以及阴极本体上的结垢，并能加速污染物与电极装置的反应。
3.根据权利要求2所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述振动板、阳极本体（32-1）以及阴极本体（31-1）平行设置。
4.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述电解槽壳体一端的上部设置有进水口（22），且另一端的上部设置有出水口（23），所述出水口（23）的高度低于进水口（22）的高度，且所述多孔吸附填料（32-2）的高度和滤料（31-2）的高度高于出水口的高度，所述阳极组件（32）的两侧和阴极组件（31）的两侧均与电解室的两侧紧密接触；污水从进水口进入并流过滤料的缝隙以及多孔吸附填料的缝隙，所述多孔吸附填料能够聚集污染物并使污染物充分与阳极本体产生的氧化性离子发生氧化反应，流经滤料的污水能够与所述阴极本体产生的还原性离子发生还原反应。
5.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述电解槽壳体（20）内设置有隔板（27），所述隔板将电解槽壳体的内部空间分割为两个电解室（21），所述隔板的底部设置有连通两个电解室的连通管（26）。
6.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述电解槽壳体的上部开设有至少一个排气口（25）且所述排气口的数量与电解室（21）的数量相同，每个电解室均与一个排气口连通。
7.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述阳极组件（32）包括第一塑料网板（32-3），所述第一塑料网板包裹在多孔吸附填料（32-2）外部且用于固定多孔吸附填料，所述阳极本体（32-1）为合金网板，所述合金网板采用具有过析氧电位的合金材料，所述多孔吸附填料为活性碳颗粒或碳纤维。
8.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述阴极组件（31）包括第二塑料网板（31-3），所述第二塑料网板包裹在滤料的外部且用于固定滤料，所述阴极本体为不锈钢网板，所述滤料（31-2）为具有过析氢电位的还原性金属颗粒。
9.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述电解槽壳体（20）靠近出水口一端的底部开设有清洗排水口（24）。
10.根据权利要求1所述的电化学污水处理设备，其特征在于：所述电解槽壳体（20）的材质为PP板材或者PVC 板材。
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2020
- 2020-03-18 CN CN202020345051.9U patent/CN212127844U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |