含铬废水电化学处理装置的制造方法

文档序号:10790094阅读:667来源:国知局
含铬废水电化学处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种含铬废水电化学处理装置,其中,包括反应壳体,所述反应壳体内设置有通过盐桥分隔且极性相反的第一极性腔和第二极性腔,位于该第一极性腔下游且与该第一极性腔相连通的沉淀腔,位于所述沉淀腔下游且通过滤网相连通的尾水排出腔,并且所述反应壳体具有和所述第一极性腔相连通的废水进口,以及和所述尾水排出腔相连通的净水出口,从所述废水进口流入的含铬废水分别在所述第一极性腔和所述第二极性腔进行电化学反应后在所述沉淀腔内混合以形成含铬沉淀,随后通过所述尾水排出腔的所述净水出口流出。这样,在去除废水中铬离子时,通过将第一极性腔、第二极性腔、沉淀腔和尾水排出腔集成在一个反应壳体中,能够节省场地,占用空间少。
【专利说明】
含铬废水电化学处理装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及废水处理领域,具体地,涉及一种含铬废水电化学处理装置。
【背景技术】
[0002]铬及其化台物在工业上应用广泛,冶金、化工、矿物工程、电镀、制铬、颜料、制药、轻工纺织、铬盐及铬化物的生产等一系列行业,都会产生大量的含铬废水。铬的化合物以二价(如CrO)、三价(如0203)和六价(如003)的形式存在,但以三价和六价的化合物最为常见。
[0003]铬化物可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵人人体,主要积聚在肝、肾、内分泌系统和肺部。毒理作用是影响体内物质氧化、还原和水解过程,与核酸、核蛋白结合影响组织中的磷含量。铬化合物具有致癌作用。铬化合物以蒸汽和粉尘的方式进入人体组织中,代谢和被清除的速度缓慢,会引起鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物可引起愈合极慢的“络疮”。
[0004]因此,各国对排放的废水、渔业水域水质、农田灌溉水质、地面水以及饮用水的铬含量,均有严格规定。我国已把六价铬规定为实施总量控制的指标之一,并规定工业排放的废水中六价铬最高浓度为0.5mg/L,总铬的最高浓度为1.5mg/L,且不得用稀释法代替必要的处理;生活饮用水中铬含量不得超过0.05mg/Lo
[0005]目前,常见的处理含铬废水常用的方法有化学法、电解法、离子交换法等。化学法处理含铬废水存在一定的不足之处(如:硫酸亚铁还原法处理含铬废水,所得到的污泥是铬与铁氢氧化物的混合污泥,产生的污泥量大,且没有回收价值;另外如亚硫酸盐还原法,需要人为地调节废水PH值,且需要控制投料比不要过大,否则既浪费药剂,也有也可能生成[Cr2(0H)2S03]2-而沉淀不下来);离子交换法处理镀铬废水比较容易,处理其他含铬废水比较困难,虽然该方法在技术上有独特之处,在资源回收和闭路循环方面发挥了主导作用,但其投资费用大、操作管理复杂,一般的中小型企业难于适应。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种含铬废水电化学处理装置,该含铬废水电化学处理装置在处理含铬废水时能节省场地。
[0007]为了实现上述目的,本实用新型提供一种含铬废水电化学处理装置,其中,包括反应壳体,所述反应壳体内设置有通过盐桥分隔且极性相反的第一极性腔和第二极性腔,位于该第一极性腔下游且与该第一极性腔相连通的沉淀腔,位于所述沉淀腔下游且通过滤网相连通的尾水排出腔,并且所述反应壳体具有和所述第一极性腔相连通的废水进口,以及和所述尾水排出腔相连通的净水出口,从所述废水进口流入的含铬废水分别在所述第一极性腔和所述第二极性腔进行电化学后在所述沉淀腔内混合以形成含铬沉淀,随后通过所述尾水排出腔的所述净水出口流出。
[0008]可选地,所述第一极性腔为阳极腔,所述第二极性腔为阴极腔,所述反应壳体内设置有连通所述尾水排出腔、阴极腔和沉淀腔的连通水路,该连通水路上设置有水栗以将从所述阳极腔进入所述沉淀腔进行沉淀后的水流输送至所述阴极腔,并将该阴极腔的水流输送回所述沉淀腔进行沉淀。
[0009 ]可选地,所述水栗位于所述尾水排出腔内,且所述水栗的出口具有两个分支,且分别和所述净水出口和所述阴极腔连通。
[0010]可选地,所述反应壳体内设置有隔板,所述隔板面向所述废水进口的一侧具有所述阳极腔、阴极腔和沉淀腔,所述隔板的面向所述净水出口的一侧具有所述尾水排出腔,所述滤网设置在所述隔板上。
[0011]可选地,所述盐桥形成为第一桶状结构,该第一桶状结构罩在所述反应壳体的顶壁上以在使得内部形成所述阴极腔,外部形成所述阳极腔,该阴极腔内容纳有阴极性件,阳极腔内形成有阳极性件,该阳极性件形成为间隔套设在所述第一桶状结构的外侧且固定在所述反应壳体的顶壁上的第二桶状结构,所述沉淀腔位于所述第二桶状结构的下方并与所述阳极腔连通。
[0012]可选地,所述水栗的出口通过第一导管连通到所述阴极腔,所述阴极腔内设置有第二导管,该第二导管的入水口高于所述第一导管的出入口,该第二导管穿过所述反应壳体的顶壁后延伸至所述沉淀腔。
[0013]可选地,所述第二导管具有多个,且围绕所述沉淀腔的中心沿周向间隔设置。
[0014]可选地,所述反应壳体内还设置有连通所述阳极腔和沉淀腔的均配腔,所述第二导管的出水口和所述均配腔相连通,以均分从所述阴极腔流出的水流。
[0015]可选地,所述第一导管沿竖直方向延伸,所述阴极性件具有多个,且沿所述第一导管的轴向方向间隔设置。
[0016]可选地,所述第二桶状结构包括两层多孔铁网筛和填充在该两层多孔铁网筛之间的铁肩层,所述阴极性件为石墨网。
[0017]可选地,所述含铬废水电化学处理装置还包括光伏板,与该光伏板电连接的可充电蓄电池,以及与所述可充电蓄电池电连接的电路控制箱,所述电路控制箱用于转换电压并控制电化学反应和所述水栗的中断,所述电路控制箱的正负极分别用于对所述第一极性腔和第二极性腔进行供电。
[0018]可选地,所述反应壳体的外壁上还固定有浮箱,所述可充电蓄电池和所述电路控制箱位于所述浮箱内,且所述光伏板位于所述浮箱的顶板上。
[0019]可选地,所述浮箱具有两个,且设置在所述反应壳体的相对两侧,每个所述浮箱内设置有所述可充电蓄电池,所述光伏板共同布置在所述两个浮箱的顶板上。
[0020]通过上述技术方案,通过在反应壳体中划分出第一极性腔、第二极性腔、沉淀腔和尾水排出腔,处理废水时,含铬废水从所述废水进口流入并分别在所述第一极性腔和所述第二极性腔进行电化学反应后在所述沉淀腔内混合以形成含铬沉淀,随后通过所述尾水排出腔的所述净水出口流出。这样,通过将第一极性腔、第二极性腔、沉淀腔和尾水排出腔集成在一个反应壳体中,能够节省场地,占用空间少。
[0021]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0022]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0023]图1是本实用新型优选实施方式提供的含铬废水电化学处理装置的结构示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]10反应壳体 11 第一极性腔 110阳极性件
[0026]12第二极性腔 120阴极性件13沉淀腔
[0027]14滤网15 尾水排出腔 16隔板
[0028]17均配腔18 废水进口19净水出口
[0029]20盐桥21 第一导管22第二导管
[0030]24光伏板25 可充电蓄电池 26电路控制箱
[0031]27浮箱30 水栗
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
[0033]在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、底、顶”通常是指相对于附图的图面方向而言的,“上游、下游”是相对于水流的流动方向而言的,“内、夕卜”是指相应部件轮廓的内和外。
[0034]如图1所示,本实用新型提供一种含铬废水电化学处理装置,其中,包括反应壳体10,反应壳体10内设置有通过盐桥20分隔且极性相反的第一极性腔11和第二极性腔12,位于该第一极性腔11下游且与该第一极性腔11相连通的沉淀腔13,位于沉淀腔13下游且通过滤网14相连通的尾水排出腔15,并且反应壳体10具有和第一极性腔11相连通的废水进口18,以及和尾水排出腔15相连通的净水出口 19,从废水进口 18流入的含铬废水分别在第一极性腔11和第二极性腔12进行电化学反应后在沉淀腔13内混合以形成含铬沉淀,随后通过尾水排出腔15的净水出口流出。
[0035]S卩,作为本实用新型的主要发明构思,通过在反应壳体中划分出第一极性腔11、第二极性腔12、沉淀腔13和尾水排出腔15,这样,在处理含铬废水时,首先使得含铬废水从废水进口 18流入,并分别在第一极性腔11和第二极性腔12进行电化学反应,以分别在两个相互隔离的腔室中产生Cr3+和0H-,最后Cr3+和OH-在沉淀腔13内混合以形成含铬沉淀,随后将处理后的水流从尾水排出腔15的净水出口 19流出。这样,通过将第一极性腔11、第二极性腔
12、沉淀腔13和尾水排出腔15集成在一个反应壳体中,能够节省场地,占用空间少。
[0036]为简化含铬废水电化学处理装置的结构,第一极性腔11为阳极腔,第二极性腔12为阴极腔,反应壳体10内设置有连通尾水排出腔15、阴极腔和沉淀腔13的连通水路,该连通水路上设置有水栗30以将从阳极腔进入沉淀腔13进行沉淀后的水流输送至阴极腔,并将该阴极腔的水流输送回沉淀腔13进行沉淀。
[0037]这样,在使用时可以预先在阴极腔加入部分碱液,带有六价铬离子如Cr042—的含铬废水从废水进口 18流入阳极腔后,可以与阳极腔中的下述阳极性件110上释放的金属离子,例如Fe2+离子,发生氧化还原反应,生成Cr3+离子和Fe3+离子,并随水流继续往下游流动至沉淀腔13中,并且上述氧化还原反应能够使得阳极腔的PH下降,呈酸性,促进Cr042—的还原。在进行电化学反应初始阶段,可以通过水栗30将阴极腔中预先储存的OH—输送至沉淀腔13中,以使得Cr3+和Fe3+与0H—接触后生成Fe(OH)3和Cr(OH)3絮状沉淀,最终积聚在反应壳体10底部的沉淀腔13中。当反应进行到一定阶段,经过沉淀腔13进行沉淀后的水流由水栗30输送至阴极腔中,进行水电离0H—的反应,以补充阴极腔中不断减少的0H—。其中,水栗30可以设置为间歇式工作,使得沉淀腔13中Cr3+完全转化为沉淀物,保证从沉淀腔13中抽入至阴极腔的液体中不会含有Cr3+,以防止含铬沉淀形成在阴极腔中。
[0038]其中,上述水栗30和用于将从沉淀腔13进行沉淀后的水流输送至净水出口的水栗,可以为两个不同的水栗,为便于节省电能,实现一物多用,水栗30位于尾水排出腔15内,且水栗30的出口具有两个分支,且分别和净水出口和阴极腔连通。即,水栗30栗送的去除铬离子后的水流,分为两个不同的分支,一个分支用于直接排出铬废水电化学处理装置外,另一个分支用于继续参与电化学反应。
[0039]为利于空间布置,降低反应壳体10的高度,反应壳体10内设置有隔板16,隔板16面向废水进口 18的一侧具有阳极腔、阴极腔和沉淀腔13,隔板16的面向净水出口 19的一侧具有尾水排出腔15,滤网14设置在隔板16上。当然,阳极腔、阴极腔、沉淀腔13和尾水排出腔15还可以为任何其他合适的布局形式,本实用新型对此不作限制,均属于本实用新型的保护范围之中。
[0040]其中,盐桥20还可以为其他任意合适形状的结构,以将反应壳体10分隔成不同形状的阴极腔和阳极腔,为进一步简化反应壳体10内的结构,如图1所示,盐桥20形成为第一桶状结构,该第一桶状结构罩在反应壳体10的顶壁上以在使得内部形成阴极腔,外部形成阳极腔,该阴极腔内容纳有阴极性件120,阳极腔内形成有阳极性件110,该阳极性件110形成为间隔套设在第一桶状结构的外侧且固定在反应壳体10的顶壁上的第二桶状结构,沉淀腔13位于第二桶状结构的下方并与阳极腔连通。
[0041]作为连通水路的一种优选实施方式,水栗30的出口通过第一导管21连通到阴极腔,阴极腔内设置有第二导管22,该第二导管22的入水口高于第一导管21的出入口,该第二导管22穿过反应壳体10的顶壁后延伸至沉淀腔13。
[0042]这样,当通过水栗30将沉淀腔的经过沉淀后的水流经过第一导管21抽吸至阴极腔后,由于阴极腔为密封腔室,因此,随着阴极腔的水量的增多,阴极腔内的碱性液在水压的作用下,推动碱性液从第一导管21中流入至沉淀腔13中。
[0043]为利于将从阴极腔中的碱性液均匀分布到沉淀腔13中,第二导管22具有多个,且围绕沉淀腔13的中心沿周向间隔设置。
[0044]为进一步将从阴极腔中的碱性液均匀分布到沉淀腔13中,反应壳体10内还设置有连通阳极腔和沉淀腔13的均配腔17,第二导管22的出水口和均配腔17相连通,以均分从阴极腔流出的水流。其中,均配腔17可以由沿高度方向间隔设置的两块隔板和沉淀腔13的内壁围成的腔室形成,并且两块隔板上均形成有连通阳极腔和沉淀腔13的通孔。
[0045]为加快阴极腔的0H—产生速度,第一导管21沿竖直方向延伸,阴极性件120具有多个,且沿第一导管21的轴向方向间隔设置。这样,阴极性件120和液体的接触面积增大,利于提高阴极室的PH值。
[0046]为加快电化学反应的速度,第二桶状结构包括两层多孔铁网筛和填充在该两层多孔铁网筛之间的铁肩层,阴极性件120为石墨网。其中,阳极性件110和阴极性件120可以为本领域技术人员所熟知的任何其他结构的阳极结构和阴极结构,本领域技术人员对此不作限制,均属于本实用新型的保护范围之中。
[0047]为降低能耗,含铬废水电化学处理装置还包括光伏板24,与该光伏板24电连接的可充电蓄电池25,以及与可充电蓄电池25电连接的电路控制箱26,电路控制箱26用于转换电压并控制电化学反应和水栗30的中断,电路控制箱26的正负极分别用于对第一极性腔11和第二极性腔12进行供电。这样,通过光伏板24将太阳能转化成电能,并通过电路控制箱26将电能转化成阳极性件110和阴极性件120所需的直流电,因此,整个去除铬离子的过程不需要提供外部电力,清洁环保,节省能源。另外,为增强部件的功能集成度,电路控制箱26为整体控制单元,控制电化学反应的开始和停止,以及控制水栗30的启停。
[0048]为使得反应壳体10能够漂浮于水体上,反应壳体10的外壁上还固定有浮箱27,为保护上述可充电蓄电池25和电路控制箱26,可充电蓄电池25和电路控制箱26位于浮箱27内,且为利于空间布置,且使得光伏板24接收充分的太阳光的照射,光伏板24位于浮箱27的顶板上。
[0049]为增强含铬废水电化学处理装置的稳定性,浮箱27具有两个,且设置在反应壳体10的相对两侧,每个浮箱27内设置有可充电蓄电池25,光伏板24共同布置在两个浮箱27的顶板上。
[0050]综上,本含铬废水电化学处理装置采用水栗30不间断的抽取含铬废水进入反应壳体10内,使阳极腔因氧化还原反应呈酸性,阴极腔电离后注入均配腔17的溶液呈弱碱性,整个过程无需外加酸、碱。所使用的电能全部源自光伏板24,无需外部供电。
[0051]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0052]另外需要说明的是,在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0053]此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种含铬废水电化学处理装置,其特征在于,包括反应壳体(10),所述反应壳体(10)内设置有通过盐桥(20)分隔且极性相反的第一极性腔(11)和第二极性腔(12),位于该第一极性腔(11)下游且与该第一极性腔(11)相连通的沉淀腔(13),位于所述沉淀腔(13)下游且通过滤网(14)相连通的尾水排出腔(15),并且所述反应壳体(10)具有和所述第一极性腔(11)相连通的废水进口(18),以及和所述尾水排出腔(15)相连通的净水出口(19),从所述废水进口(18)流入的含铬废水分别在所述第一极性腔(11)和所述第二极性腔(12)进行电化学反应后在所述沉淀腔(13)内混合以形成含铬沉淀,随后通过所述尾水排出腔(15)的所述净水出口(19)流出。2.根据权利要求1所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述第一极性腔(II)为阳极腔,所述第二极性腔(12)为阴极腔,所述反应壳体(10)内设置有连通所述尾水排出腔(15)、阴极腔和沉淀腔(13)的连通水路,该连通水路上设置有水栗(30)以将从所述阳极腔进入所述沉淀腔(13)进行沉淀后的水流输送至所述阴极腔,并将该阴极腔的水流输送回所述沉淀腔(13)进行沉淀。3.根据权利要求2所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述水栗(30)位于所述尾水排出腔(15)内,且所述水栗(30)的出口具有两个分支,且分别和所述净水出口和所述阴极腔连通。4.根据权利要求2所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述反应壳体(10)内设置有隔板(16),所述隔板(16)面向所述废水进口(18)的一侧具有所述阳极腔、阴极腔和沉淀腔(13),所述隔板(16)的面向所述净水出口(19)的一侧具有所述尾水排出腔(15),所述滤网(14)设置在所述隔板(16)上。5.根据权利要求4所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述盐桥(20)形成为第一桶状结构,该第一桶状结构罩在所述反应壳体(10)的顶壁上以在使得内部形成所述阴极腔,外部形成所述阳极腔,该阴极腔内容纳有阴极性件(120),阳极腔内形成有阳极性件(110),该阳极性件(110)形成为间隔套设在所述第一桶状结构的外侧且固定在所述反应壳体(10)的顶壁上的第二桶状结构,所述沉淀腔(13)位于所述第二桶状结构的下方并与所述阳极腔连通。6.根据权利要求5所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述水栗(30)的出口通过第一导管(21)连通到所述阴极腔,所述阴极腔内设置有第二导管(22),该第二导管(22)的入水口高于所述第一导管(21)的出入口,该第二导管(22)穿过所述反应壳体(10)的顶壁后延伸至所述沉淀腔(13)。7.根据权利要求6所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述第二导管(22)具有多个,且围绕所述沉淀腔(13)的中心沿周向间隔设置。8.根据权利要求6所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述反应壳体(10)内还设置有连通所述阳极腔和沉淀腔(13)的均配腔(17),所述第二导管(22)的出水口和所述均配腔(17)相连通,以均分从所述阴极腔流出的水流。9.根据权利要求6所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述第一导管(21)沿竖直方向延伸,所述阴极性件(120)具有多个,且沿所述第一导管(21)的轴向方向间隔设置。10.根据权利要求5-9中任一项所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述第二桶状结构包括两层多孔铁网筛和填充在该两层多孔铁网筛之间的铁肩层,所述阴极性件(120)为石墨网。11.根据权利要求2所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述含铬废水电化学处理装置还包括光伏板(24),与该光伏板(24)电连接的可充电蓄电池(25),以及与所述可充电蓄电池(25)电连接的电路控制箱(26),所述电路控制箱(26)用于转换电压并控制电化学反应和所述水栗(30)的中断,所述电路控制箱(26)的正负极分别用于对所述第一极性腔(11)和第二极性腔(12)进行供电。12.根据权利要求11所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述反应壳体(10)的外壁上还固定有浮箱(27),所述可充电蓄电池(25)和所述电路控制箱(26)位于所述浮箱(27)内,且所述光伏板(24)位于所述浮箱(27)的顶板上。13.根据权利要求12所述的含铬废水电化学处理装置,其特征在于,所述浮箱(27)具有两个,且设置在所述反应壳体(10)的相对两侧,每个所述浮箱(27)内设置有所述可充电蓄电池(25),所述光伏板(24)共同布置在所述两个浮箱(27)的顶板上。
【文档编号】C02F1/62GK205472826SQ201620077975
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】董小龙, 李琼, 张海欧, 和利钊, 郑子健, 赵晋灵, 周广福, 王宝驹
【申请人】亿利首建生态科技有限公司
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