一种模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了种模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，包括阴极（1）和牺牲阳极（2），多对皆呈圆盘状的阴极（1）和牺牲阳极（2）交错排列在圆柱形腔体（10）内，阴极（1）的径向与圆柱形腔体（10）的内壁之间具有间隙，且具有中心孔的牺牲阳极（2）与圆柱形腔体（10）的内壁接触相连；废水自圆柱形腔体（10）底部的废水进口（4）进入电絮凝腔（7），通过在阴极（1）和牺牲阳极（2）之间施加恒流电场使得牺牲阳极（2）被消耗而产生相应的金属离子对进入电絮凝腔（7）内的废水进行处理形成絮凝后经絮凝水出口（5）流出。本发明的效率、易用性、易维护性都得到了显著的提高，改善了电絮凝技术的应用前景，适宜推广使用。
【专利说明】
一种模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置
技术领域
[0001]本发明涉及涉及电絮凝技术领域，具体地说是一种对废水的处理具有高通量和高效率的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置。
【背景技术】
[0002]目前，电絮凝方法是废水处理的主要方法之一，通常是使用在多对平行电极板上施加电压，让具有导电性的废水蜿蜒流过其中产生电流。位于阳极的铝或铁电极由于电化学作用，变为离子，结合水中氢氧根后产生凝絮。凝絮吸附水中各种污染物质，由于本身密度较小加上阴极产生的氢气的辅助作用，携带污染物质到达表面，从而使水质得到改善。然而，目前的絮凝池设计都存在一定的问题，废水在反应池中蜿蜒流动，不同的地方效率不同，凝絮在有些流速较缓的地方会发生淤积，由此导致:1、高故障，2、系统效率不高。同时因为阳极是牺牲电极会随着时间的推移而逐渐消耗，但普通多组平行电极的设计导致更换困难，同时因为阳极的消耗使得电极间距离增大，导致效率的降低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对废水的处理具有高通量和高效率的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案解决的:
一种模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，包括阴极和牺牲阳极，其特征在于:多对皆呈圆盘状的阴极和牺牲阳极交错排列在圆柱形腔体内，阴极的径向与圆柱形腔体的内壁之间具有间隙，且具有中心孔的牺牲阳极与圆柱形腔体的内壁接触相连;使用时，废水自圆柱形腔体底部的废水进口进入电絮凝腔，通过在阴极和牺牲阳极之间施加恒流电场使得牺牲阳极被消耗而产生相应的金属离子对进入电絮凝腔内的废水进行处理形成絮凝后经圆柱形腔体顶部的絮凝水出口流出。
[0005]所述的电絮凝腔由阴极与圆柱形腔体的内壁之间的空隙、阴极和牺牲阳极之间的空隙、牺牲阳极的中心孔构成，废水自废水进口进入圆柱形腔体后，在电絮凝腔内多次折返后到达絮凝水出口流出。
[0006]所述的阴极设置在中心驱动轴上并能够跟随中心驱动轴同步转动，阴极的持续旋转能够带动电絮凝腔内的废水旋转上升产生絮凝且处理后的废水到达圆柱形腔体的顶部后经絮凝水出口流出。
[0007]所述阴极的表面设有用于定位控制间距的限距小球的环状槽沟;所述的阴极能够跟随中心驱动轴同步转动且能够相对中心驱动轴竖直移动，所述的牺牲阳极能够相对圆柱形腔体的内壁作竖直移动。
[0008]所述阴极的半径和圆柱形腔体的内径之比为0.9-0.96;且所述牺牲阳极的中心孔半径和圆柱形腔体的内径之比为0.1 -0.3。
[0009]所述牺牲阳极的初始厚度为10?25mm，且所述的阴极和牺牲阳极之间的电絮凝腔的厚度为5mm?I Omm。
[0010]所述的阴极和牺牲阳极之间施加的恒流电场的电流为100?200安培/每平方米。
[0011]所述的阴极采用不锈钢材质或铁材质制成，所述的牺牲阳极采用铝板或铁板制成。
[0012]两个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置之间通过串联用连接管路和驱动轴联动装置串联，其中串联用连接管路分别用于连接上方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的废水进口和下方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的絮凝水出口；驱动轴联动装置串联用于连接上下方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴。
[0013]该模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴采取配备独立驱动装置单独驱动、或者多个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴互相衔接后统一由单个驱动装置驱动;为单个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置配备的施加在阴极和牺牲阳极上的直流电源采用配备独立供电装置单独驱动、或者多个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置经串并联后再由单个供电装置驱动。
[0014]本发明相比现有技术有如下优点:
本发明通过能够相对旋转的圆盘状电极取代固定的多对平行电极，能够提高水流相对电极的速度，对电极表面起到自净作用，快速移除电极表面的各种絮凝和气体，显著提高效率;能够竖向活动的电极使得限距小球能够控制电极间的间距，避免多组平行电极设计在使用一段时间后因为牺牲阳极的消耗造成的电极间距离增加而导致效率降低、能耗升高的问题，废水直进直出而不会在反应池中淤积;通过缓慢旋转其中一极，能够加速废水的流动，有效洗刷牺牲阳极表面并将产生的凝絮快速带走，从而显著提高电极的有效面积。
[0015]本发明的装置通过模块化设计，能够根据需要采用并联、串联或混合方式，方便灵活的完成目标，从而使得可以针对不同的废水性质和处理量实现不同深度、不同通量的处理能力，非常适合高通量的处理不同类型的工业废水;故该电絮凝装置的效率、易用性、易维护性都得到了显著的提高，有效改善了电絮凝技术的应用前景，适宜推广使用。
【附图说明】
[0016]附图1为本发明的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置结构示意图；
附图2为本发明的两个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置串联结构示意图。
[0017]其中:丨一阴极;2—牺牲阳极;3—中心驱动轴;4一废水进口 ； 5—絮凝水出口； 6—限距小球;7—电絮凝腔;8—驱动轴联动装置;9 一串联用连接管路；10—圆柱形腔体；11 一环状槽沟。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0019]如图1所示:一种模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，包括采用不锈钢材质或铁材质制成的阴极I和采用铝板或铁板制成的牺牲阳极2，多对皆呈圆盘状的阴极I和牺牲阳极2交错排列在圆柱形腔体10内，阴极I的径向与圆柱形腔体10的内壁之间具有间隙且阴极
I的半径和圆柱形腔体10的内径之比为0.9-0.96，具有中心孔的牺牲阳极2与圆柱形腔体10的内壁接触相连且牺牲阳极2的中心孔半径和圆柱形腔体10的内径之比为0.1-0.3；在上述结构的基础上，圆柱形腔体10内的电絮凝腔7由阴极I与圆柱形腔体10的内壁之间的空隙、阴极I和牺牲阳极2之间的空隙、牺牲阳极2的中心孔构成，废水自废水进口 4进入圆柱形腔体10后，在电絮凝腔7内多次折返后到达絮凝水出口 5流出。使用时，废水自圆柱形腔体10底部的废水进口 4进入电絮凝腔7，通过在阴极I和牺牲阳极2之间施加恒流电场使得牺牲阳极2被消耗而产生相应的金属离子对进入电絮凝腔7内的废水进行处理形成絮凝后经圆柱形腔体10顶部的絮凝水出口 5流出。在阴极I的表面设有用于定位控制间距的限距小球6的环状槽沟11，阴极I能够跟随中心驱动轴3同步转动且能够相对中心驱动轴3竖直移动，牺牲阳极2能够相对圆柱形腔体10的内壁作竖直移动，通过该设置使得阴极I和牺牲阳极2之间的间距始终能够得到控制。另外还可根据需要，在阴阳极板之间添加绝缘旋转叶片来主动加速水流和冲刷阴阳极板表面。
[0020]为进一步提高该电絮凝装置的效率，阴极I设置在中心驱动轴3上并能够跟随中心驱动轴3同步转动，阴极I的持续旋转能够带动电絮凝腔7内的废水旋转上升产生絮凝且处理后的废水到达圆柱形腔体10的顶部后经絮凝水出口 5流出；该模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴3采取配备独立驱动装置单独驱动、或者多个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴3互相衔接后统一由单个驱动装置驱动；阴极I和牺牲阳极
2之间施加的恒流电场的电流为100?200安培/每平方米，为单个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置配备的施加在阴极I和牺牲阳极2上的直流电源采用配备独立供电装置单独驱动、或者多个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置经串并联后再由单个供电装置驱动。在上述结构中，为进一步提高处理效率并根据实际使用的条件、要求来决定具体堆叠的层数和每层的直径等尺寸，考虑到易用性和经济性，整个电絮凝装置的直径和高度皆限定在200mm?100mm之间；牺牲阳极2的初始厚度限定在10?25mm，阴极I和牺牲阳极2之间的电絮凝腔7的厚度限定为5mm?10mm。
[0021]如图2所示:两个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置之间通过串联用连接管路9和驱动轴联动装置8串联，其中串联用连接管路9分别用于连接上方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的废水进口 4和下方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的絮凝水出口 5;驱动轴联动装置8串联用于连接上下方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴3。图2只展示了串联的情况，并联的情况可以此类推。串联适用于污染程度较高，一个模块无法达到净化效果的废水，达到深度处理的目的。而并联可以达到大通量的目的。
[0022]本发明的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置使用时，如图1所示，一定流速的废水的未处理废水经废水进口 4进入圆柱形腔体10内，依次经过阴极I与圆柱形腔体10的内壁之间的空隙、阴极I和牺牲阳极2之间的空隙、牺牲阳极2的中心孔进入上一层，在经过阴极I和牺牲阳极2之间的空隙到达上一层的牺牲阳极2的中心孔，经多次折返后，到达上部的絮凝水出口 5。在废水流动过程中，通过在阴极I和牺牲阳极2之间施加恒流电场使得牺牲阳极2被消耗而产生相应的金属离子对进入电絮凝腔7内的废水进行处理形成絮凝后经圆柱形腔体10顶部的絮凝水出口5流出。对产生絮凝后的废水进一步的处理，可得到回收水和浮在其上的吸附了大量污染物的凝絮，经分离表面的凝絮后，回收水就可以直接达到或经过简单的步骤就可以达到排放标准。
[0023]本发明通过能够相对旋转的圆盘状电极取代固定的多对平行电极，该设计能够提高水流相对电极的速度，对电极表面起到自净作用，快速移除电极表面的各种絮凝和气体，显著提高效率;能够竖向活动的电极使得限距小球6能够控制电极间的间距，避免多组平行电极设计在使用一段时间后因为牺牲阳极2的消耗造成的电极间距离增加而导致效率降低、能耗升高的问题，继而解决了牺牲阳极2的厚度限制，从而可以通过增加牺牲阳极2的厚度显著延长更换电极的时间，减少了维护频率和成本，废水直进直出而不会在反应池中淤积;通过缓慢旋转其中一极，能够加速废水的流动，有效洗刷牺牲阳极2表面并将产生的凝絮快速带走，从而显著提高电极的有效面积。该装置通过模块化设计，能够根据需要采用并联、串联或混合方式，方便灵活的完成目标，从而使得可以针对不同的废水性质和处理量实现不同深度、不同通量的处理能力，非常适合高通量的处理不同类型的工业废水;故该电絮凝装置的效率、易用性、易维护性都得到了显著的提高，有效改善了电絮凝技术的应用前景，适宜推广使用。
[0024]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，包括阴极(I)和牺牲阳极(2)，其特征在于:多对皆呈圆盘状的阴极(I)和牺牲阳极(2)交错排列在圆柱形腔体(10)内，阴极(I)的径向与圆柱形腔体(10)的内壁之间具有间隙，且具有中心孔的牺牲阳极(2)与圆柱形腔体(1 )的内壁接触相连;使用时，废水自圆柱形腔体(1 )底部的废水进口( 4)进入电絮凝腔(7)，通过在阴极(I)和牺牲阳极(2)之间施加恒流电场使得牺牲阳极(2)被消耗而产生相应的金属离子对进入电絮凝腔(7)内的废水进行处理形成絮凝后经圆柱形腔体(10)顶部的絮凝水出口(5)流出。2.根据权利要求1所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述的电絮凝腔(7)由阴极(I)与圆柱形腔体(10)的内壁之间的空隙、阴极(I)和牺牲阳极(2)之间的空隙、牺牲阳极(2)的中心孔构成，废水自废水进口(4)进入圆柱形腔体(10)后，在电絮凝腔(7)内多次折返后到达絮凝水出口(5)流出。3.根据权利要求1所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述的阴极(I)设置在中心驱动轴(3)上并能够跟随中心驱动轴(3)同步转动，阴极(I)的持续旋转能够带动电絮凝腔(7)内的废水旋转上升产生絮凝且处理后的废水到达圆柱形腔体(10)的顶部后经絮凝水出口(5)流出。4.根据权利要求3所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述阴极(I)的表面设有用于定位控制间距的限距小球(6)的环状槽沟(11);所述的阴极(I)能够跟随中心驱动轴(3)同步转动且能够相对中心驱动轴(3)竖直移动，所述的牺牲阳极(2)能够相对圆柱形腔体(10)的内壁作竖直移动。5.根据权利要求1所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述阴极(1)的半径和圆柱形腔体(10)的内径之比为0.9-0.96;且所述牺牲阳极(2)的中心孔半径和圆柱形腔体(1 )的内径之比为0.1 -0.3。6.根据权利要求1所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述牺牲阳极(2)的初始厚度为10?25_，且所述的阴极(I)和牺牲阳极(2)之间的电絮凝腔(7)的厚度为5mm?I Omm ο7.根据权利要求1所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述的阴极(I)和牺牲阳极(2)之间施加的恒流电场的电流为100?200安培/每平方米。8.根据权利要求1所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:所述的阴极(I)采用不锈钢材质或铁材质制成，所述的牺牲阳极(2)采用铝板或铁板制成。9.根据权利要求3所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:两个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置之间通过串联用连接管路(9)和驱动轴联动装置(8)串联，其中串联用连接管路(9)分别用于连接上方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的废水进口(4)和下方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的絮凝水出口(5);驱动轴联动装置(8)串联用于连接上下方模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴(3)。10.根据权利要求1或9所述的模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置，其特征在于:该模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴(3)采取配备独立驱动装置单独驱动、或者多个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置的中心驱动轴(3)互相衔接后统一由单个驱动装置驱动;为单个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置配备的施加在阴极(I)和牺牲阳极(2)上的直流电源采用配备独立供电装置单独驱动、或者多个模块化旋转平行多圆盘型电絮凝装置经串并联后再由单个供电装置驱动。
【文档编号】C02F1/463GK106006864SQ201610475694
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】童文骏, 张可可, 戴维·陈, 黄晓华, 安路阳, 王守凯
【申请人】南京师范大学