专利名称：一种倒极运行的电化学反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用电化学方法净化水处理装置，尤其是一种倒极运行的电化学反应器。
背景技术：
已有的同类技术是至少包含一个阳极、一个阴极，当在接通直流电运行一定时间后，为了消除阴极产生的水垢(主要成分是氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙等成分)，一般是采用停运设备，用酸液清洗阴极水垢，这种方法需要频繁进行，并且酸洗废液污染严重，装置开开停停，几乎没有工业应用价值；另外还有采用定时改变阳极、阴极极性的方法来消融水垢，但是由于频繁地改变电极极性，昂贵的电极频繁的处于氧化、还原状态，电极会很快被腐蚀，最长的使用寿命不过几个月，短则几天就会被腐蚀完毕，因此目前已知同类技术都无法可靠地解决阴极结垢问题，特别是在高电流密度运行时，已知同类技术几乎没有工业应用价值。
到目前为止，还没有发现一种装置至少由两个栅状阳极组、两个栅状阴极组组成，其中一个栅状阳极组与一个栅状阴极组排列在一个平面(或者圆弧面)，另一个栅状阳极组与另一个栅状阴极组也排列成对应的平面(或者圆弧面)，在同一个平面(或者圆弧面)的阳极组和阴极组交替通电，不同时工作，在相邻的两组阳极组交替通正向直流电，不同时工作，在相邻的两组阴极组交替通负向直流电，也不同时工作，在通直流电时分别于阳极、阴极产生氧化、还原反应，同时在阳、阴电极上分别产生臭氧、羟基、氯气、氧气、氢气，该装置既可以单独、也可以同时达到气浮选去除水介质悬浮物、电催化氧化降解废水COD、软化水介质中的硬度(Ca2+、Mg2+)、去除水中的离子、电解杀灭水介质中菌藻的机器或者设备的相关报道。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能自动消除阴极结垢的电化学处理装置，利用这种装置可以去除水中的离子、气浮选去除水介质悬浮物、电催化氧化降解废水COD、软化水介质中的硬度(Ca2+、Mg2+)、电解杀灭水介质中菌藻的电化学反应器。
本实用新型的技术方案是该反应器至少由两个栅状阳极组和两个栅状阴极组组成，其中一个栅状阳极组与一个栅状阴极组排列在一个平面或者圆弧面上，组成复合电极组A；另一个栅状阳极组与另一个栅状阴极组也排列成对应的平面或者圆弧面，组成复合电极组B；在同一个复合电极组中的栅状阳极组和栅状阴极组交替与直流电源正、负极连通，不同时工作；在相邻的复合电极组中两个栅状阳极组也是与直流电源的正极交替连通，不同时工作；在相邻的复合电极组中两个栅状阴极组也是与直流电源的负极交替连通，不同时工作。复合电极组中的栅状阴极组与相邻的复合电极组中栅状阳极极组分别与直流电源的正、负极同时连通(或者断开)，同时工作(或者不工作)。
在相邻的复合电极组A、B之间可以放置一张或者多张离子交换膜组成新型电渗析装置、单层滤布等允许水溶液中离子通过的隔膜隔离，也可以不放置隔膜；也可以在相邻的复合电极组之间填充导电物质如活性炭颗粒、活性炭纤维、氧化铝球等，组成三维电极系统；在同一个复合电极组中的阳极和阴极交替通电，不同时工作，在相邻的复合电极组A、B中两个阳极组交替通正向直流电，不同时工作，在相邻的复合电极组A、B中两个阴极组交替通负向直流电，也不同时工作；在通直流电时分别在对应的阳极、阴极产生氧化、还原反应，靠近阳极表面区域的水体为酸性(这时位于同一平面的非工作状态的阴极组在酸性水体作用下，表面的水垢会快速的溶解)，靠近阴极表面水体为碱性(这部分正在工作的阴极会出现结垢现象)，流出电化学反应器后，酸碱水自动中和成中性水；同时在阳、阴电极上分别产生臭氧、羟基、氯气(溶于水后变为次氯酸及次氯酸钠)、氧气、氢气，以上电极产物同时作用于流动的被处理水体，使其分别或者同时达到气浮选去除水介质悬浮物、电催化氧化废水COD、软化水介质中的硬度(Ca2+、Mg2+)、去除水中的离子、电解氧化杀灭水介质中的菌藻，本电化学发生器处理效果优异，结构简单紧凑，运行成本低廉，一机多用。
本实用新型与现有技术相比，有如下优点和效果1、本实用新型中每一个复合电极组是由工作的阳极和处于非工作状态的阴极、或者工作的阴极和非工作状态的阳极组成；而现有已知技术是只有一个阳极、一个阴极，并且阴阳极始终处于工作状态，无论变换极性与否。
2、本实用新型的阳极(非通电工作时除外)始终处于正极性，阴极(非通电工作时除外)始终处于负极性，也就是说，阳极材料始终不会处于还原状态，阴极材料始终不会处于氧化状态，这样就不会出现快速腐蚀的现象；而现有已知技术的阳极、阴极为了消融阴极的水垢，只有倒换极性，使阳极材料、阴极材料频繁地处于氧化、还原状态，快速腐蚀不可避免。
图1为本实用新型第一种平面结构示意图，图2为本实用新型第二种平面结构示意图，图3为本实用新型第三种平面结构示意图，图4为本实用新型圆弧面结构示意图。
具体实施方式
本实用新型第一种结构如图1所示包括栅状阳极组1(例如此时处于通电工作状态)、在同一平面的栅状阴极组1-1(没有通电，处于非工作状态)组成复合电极组A；多层离子交换膜4(或者一层滤布)；被处理水通道5；栅状阳极组2(没有通电，处于非工作状态)、栅状阴极组2-1(通电处于工作状态)组成复合电极组B，多层离子交换膜4(或者一层滤布)；栅状阳极组3(通电处于工作状态)、栅状阴极组3-1(没有通电，处于非工作状态)组成复合电极组C。
当栅状阳极组1、栅状阳极组3接直流电源的正极时，栅状阴极组2-1接直流电源的负极，栅状阳极组1与栅状阴极组2-1组成直流电极场，栅状阳极组3与栅状阴极组2-1组又组成另外一个直流电极场，当栅状阴极组2-1运行一定时间后，表面会产生大量的氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙等成分，如果一直持续运行，阴极组将会被水垢完全覆盖，从而不再导电，因此，定时停止栅状阴极组2-1和栅状阳极组1、3的供电，同时接通栅状阳极组2于直流电源正极、栅状阴极组1-1、3-1与直流电源负极接通，这时原来的直流电场方向逆转，栅状阴极组2-1(此刻不通电)由于处于栅状阳极组2(通电工作)所产生的酸性环境下，其表面附着的水垢会很快溶解脱落，从而实现去除水垢的目的。运行一定时间后再次使栅状阳极组1、3，栅状阴极组2-1通电运行，使栅状阴极组1-1、3-1和栅状阳极组2停电，这样栅状阴极组1-1、3-1的水垢又会溶解脱落。
由于栅状阳极组1、2、3始终处于间断正极和停电状态，栅状阴极组1-1、2-1、3-1始终处于间断负极和停电状态，所以就可以完美的避免了目前现有技术中的电极频繁倒换极性带来的快速腐蚀现象，可以使阳极组、阴极组长久运行。
当电极场中有离子交换膜4(或者滤布)时，可以实现脱去水中阴阳离子的作用，相当于常规的电渗析；当电极场中没有离子交换膜4(或者滤布)时，如图2本实用新型第二种结构示意图，本实用新型可以实现气浮选去除水介质悬浮物、电催化氧化废水COD、软化水介质中的硬度(Ca2+、Mg2+)、电解氧化杀灭水介质中菌藻的作用；当在阴阳极板间填充导电物质(活性炭颗粒、活性炭纤维、氧化铝球等)，组成三维电极系统；图3，图4只是电极组的外形布置与图2有区别，运行方式、原理、效果与图2所示相同，在这里就不再叙述。
权利要求1.一种倒极运行的电化学反应器，包括阳极、阴极和直流电源，其特征在于阳极至少由两个栅状阳极组组成，阴极至少由两个栅状阴极组组成，其中一个栅状阳极组与一个栅状阴极组相互插合排列在一个平面或者圆弧面组成复合电极组A，另一个栅状阳极组与另一个栅状阴极组也排列成对应的平面或者圆弧面组成复合电极组B，在同一个复合电极组中的栅状阳极组和栅状阴极组交替与直流电源的正、负极连通；在相邻的复合电极组中两个栅状阳极组也是交替与直流电源的正极连通；在相邻的复合电极组中两个栅状阴极组也是与直流电源的负极交替连通；复合电极组中的栅状阴极组与相邻的复合电极组中栅状阳极极组分别与直流电源的正、负极同时连通或断开。
2.根据权利要求1所述的倒极运行的电化学反应器，其特征在于相邻的两个复合电极组A、B之间设有一层离子交换膜或单层滤布。
3.根据权利要求1所述的倒极运行的电化学反应器，其特征在于相邻的两个复合电极组之间设有一层以上的离子交换膜。
4.根据权利要求1所述的倒极运行的电化学反应器，其特征在于相邻的两个复合电极组之间填充由活性炭颗粒或活性炭纤维或氧化铝球组成的导电物质。
专利摘要本实用新型公开了一种倒极运行的电化学反应器，该反应器至少由两个栅状阳极组和两个栅状阴极组组成，其中一个栅状阳极组与一个栅状阴极组相互插合排列在一个平面或者圆弧面组成复合电极组A，另一个栅状阳极组与另一个栅状阴极组也排列成对应的平面或者圆弧面组成复合电极组B，在同一个复合电极组中的栅状阳极组和栅状阴极组交替通电，不同时工作；在相邻的复合电极组中两个栅状阳极组也是交替通正向直流电，不同时工作；该装置在通直流电时可以达到气浮选去除水介质悬浮物、电催化氧化废水COD、软化水介质中的硬度(Ca
文档编号C02F1/465GK2858628SQ20062003211
公开日2007年1月17日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者冯庆中 申请人:冯庆中, 冯鹏达, 冯鹏杰