一种电解-微电解复合污水净化器的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种电解-微电解复合污水净化器。

背景技术：

目前，随着我国城镇化的加速发展，城市水污染问题也随之日益严重，尤其是污水中重金属超标的问题，其对人体健康和环境都具有严重的危害，如重金属进入食物链将严重消耗对人体有益的铁等微量元素及人体所需的维生素c等营养物质，对人体免疫系统造成损害，造成子宫内胚胎生长停止等一系列疾病；此外，重金属超标还会通过改变水生植物细胞内的细微结构而抑制植物的呼吸作用、光合作用甚至是改变植物细胞内酶的活性，从而改变细胞内dna和rna的组成，影响细胞生长，对水生植物造成危害。

微电解法在许多行业的污水处理中都有大量应用，工艺已日趋成熟，其中铁碳微电解技术是处理重金属超标污水的一种理想工艺，其通过铁屑与碳粒在污水中构成无数个微原电池，在含有电解质的水溶液中发生原电池反应，使得污水中重金属离子在阴极还原成单质，同时，电极反应生成的氧氧化铁具有很高的活性，能够进一步去除污水中残留的重金属离子，以保证最终出水水质。但现有的铁碳微电解技术也存在一些缺点，如填料钝化和板结问题，填料钝化会阻隔铁碳填料与污水的有效接触，降低铁床污水处理效果，而填料板结除了导致铁床内部污水流态恶化致使处理效果降低外，还会使填料更换的难度大大增加。

电解法是利用电化学沉积，使污水中金属离子定向向阴极移动，在阴极表面获得电子被还原成金属单质沉积于阴极表面，而阳极或其表面物质失去电子被氧化为高价阳离子进入溶液中，从而实现污水净化的方法。但传统的电解法工艺存在电耗过大，出水水质差，污水处理量小等缺点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种复合电解和微电解技术的电解-微电解复合污水净化器，本电解-微电解复合污水净化器在同一反应槽内可同时进行电解反应和微电解反应，电解反应和微电解反应共同作用，可提高污水中重金属的去除效率，强化了净化污水的能力。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：一种电解-微电解复合污水净化器，包括电解池和微电解池，电解池包括供电装置、碳板和铁板，碳板和铁板通过分别与供电装置的正负极电性连接而分别形成电解池的阴阳极，微电解池包括微电解处理槽和铁碳填料，微电解处理槽的前后端分别设置有进水口和出水口，碳板和铁板平行交替安装于微电解处理槽的内壁，与微电解处理槽内腔组成贯通的填料区，铁碳填料填充于填料区，由进水口流入并沿填料区流动的污水经电解池和微电解池进行电解和微电解复合去污处理，并由出水口流出。

进一步地，所述供电装置包括太阳能电池板、充放电控制器和蓄电池组，所述太阳能电池板通过充放电控制器对蓄电池组进行充电，所述蓄电池组的正负极分别电性连接铁板和碳板，使碳板和铁板分别形成以污水为电解质溶液的电解池的阴阳极，对污水进行电解去污处理。

进一步地，所述的太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池，可将太阳辐射能转换为电能，所述的充放电控制器控制太阳能电池板传输至蓄电池组的电能，在蓄电池组饱满时切断充电电流，以防止过充电损坏蓄电池组。

进一步地，所述微电解处理槽为由亚克力板制成的无盖长方体槽，所述无盖长方体槽的前后端面均为多孔板面，所述多孔板面的孔径小于铁碳填料的颗粒直径，可防止铁碳填料随水流流失。

进一步地，所述进水口和出水口分别设置于微电解处理槽的前后端，且所述进水口为渐宽进水口，所述出水口为渐窄出水口。

进一步地，所述微电解处理槽的左右侧板内壁设置有导电卡槽，所述碳板和铁板通过所述导电卡槽可拆卸地左右平行交替安装于微电解处理槽上，方便清洗更换。

进一步地，所述导电卡槽上设置有导线接头，所述铁板和碳板与导线接头贴合连接，并通过导线接头连接导线分别与蓄电池组正负极相连接。使碳板和铁板分别形成以污水为电解质溶液的电解池的阴阳极，左右平行交替排布的碳板和铁板与微电解处理槽形成曲线型水流空间，可增加污水在微电解处理槽中的停留时间，以提高污水净化率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）本实用新型提供的电解-微电解复合污水净将电解与微电解技术复合在一起，电解电极通过供电装置引入直流电场作用于微电解填料上，降低金属还原反应活化能、反应过电位，进而提高微电解法的处理能力与效率；

2）碳板和铁板电极具有传统电解作用，传统的电解法工艺存在电耗过大，出水水质差，废水处理量小等缺点，电解-微电解复合法在同一反应槽内同时进行电解反应和微电解反应，且本电解-微电解复合污水净化器通过太阳能电池板供电，电量消耗小、出水水质高、废水处理量大，电解反应促进微电解反应，提高反应速率，两种反应相叠加，提高了污水中重金属的去除效率，强化了净化污水的能力；

3）铁板可微电解处理槽可拆卸连接，方便清洗和更换，可减轻填料钝化和板结的问题，提交污水处理能力；

4）本电解-微电解复合污水净化器的微电解处理槽占地面积小、操作管理方便、低能耗且高效率，具有良好的可行性和发展前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的a区装置正视图；

图3是图1的a区装置俯视图；

图4是本实用新型的电解-微电解原理图。

其中的附图标记为：供电装置1、太阳能电池板1-1、充放电控制器1-2、蓄电池组1-3、碳板2、铁板3、微电解处理槽4、进水口4-1、出水口4-2、多孔板面4-3、导电卡槽4-4、导线接头4-5、铁碳填料5。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型的一种电解-微电解复合污水净化器，包括电解池和微电解池，电解池包括供电装置1、碳板2和铁板3，碳板2和铁板3通过分别与供电装置1的正负极电性连接而分别形成电解池的阴阳极，微电解池包括微电解处理槽4和铁碳填料5，微电解处理槽4的前后端分别设置有进水口4-1和出水口4-2，碳板2和铁板3平行交替安装于微电解处理槽4的内壁，与微电解处理槽4内腔组成贯通的填料区，铁碳填料5填充于填料区，由进水口4-1流入并沿填料区流动的污水经电解池和微电解池进行电解和微电解复合去污处理，并由出水口4-2流出。

其中，供电装置1包括太阳能电池板1-1、充放电控制器1-2和蓄电池组1-3，太阳能电池板1-1通过充放电控制器1-2对蓄电池组1-3进行充电，蓄电池组1-3的正负极分别电性连接铁板3和碳板2，使碳板2和铁板3分别形成以污水为电解质溶液的电解池的阴阳极，对污水进行电解去污处理。

进一步地，太阳能电池板1-1采用单晶硅太阳能电池，可将太阳辐射能转换为电能，充放电控制器1-2控制太阳能电池板1-1传输至蓄电池组1-3的电能，在蓄电池组1-3饱满时切断充电电流，以防止过充电损坏蓄电池组1-3。

实施例中，微电解处理槽4为由亚克力板制成的无盖长方体槽，无盖长方体槽的前后端面均为多孔板面4-3，多孔板面4-3的孔径小于铁碳填料5的颗粒直径，可防止铁碳填料5随水流流失。

如图2所示，进水口4-1和出水口4-2分别设置于微电解处理槽4的前后端，且进水口4-1为渐宽进水口，出水口4-2为渐窄出水口。

如图2所示，微电解处理槽4的左右侧板内壁设置有导电卡槽4-4，碳板2和铁板3通过导电卡槽4-4可拆卸地左右交错安装于微电解处理槽4上，方便清洗更换。

进一步地，导电卡槽4-4上设置有导线接头4-5，铁板3和碳板2与导线接头4-5贴合连接，并通过导线接头4-5连接导线分别与蓄电池组1-3正负极相连接。使碳板2和铁板3分别形成以污水为电解质溶液的电解池的阴阳极，左右平行交替排布的碳板2和铁板3与微电解处理槽4形成曲线型水流空间，可增加污水在微电解处理槽4中的停留时间，以提高污水净化率。

实施例中，铁碳填料5由按1：1体积比例混合的铸铁屑和活性炭组成。

进一步地，铸铁屑为铁碳合金，由纯铁及其它杂质元素等组成。

本实用新型的工作原理如下：将太阳能电池板1-1、充放电控制器1-2和蓄电池组1-3依次电性连接，蓄电池组1-3的正负极通过导线分别连接铁板3和碳板2，由进水口4-1向微电解处理槽4中通入待净化的污水，碳板2和铁板3在微电解处理槽4中以污水为电解质溶液分别形成电解池的阴阳极，两电极间通过供电装置1施加电压，使得污水中重金属离子定向向阴极移动，在阴极表面获得电子被还原成金属单质沉积于阴极表面，而阳极或其表面物质失去电子被氧化为高价阳离子进入溶液中，左右平行交替排布的碳板2和铁板3与微电解处理槽4形成曲线型水流空间，增加污水在微电解处理槽4中的停留时间，以提高污水净化率；在填料区填充铁碳填料5，铁碳填料5中的铸铁屑中的颗粒极细小且分散于铸铁体系内，当铸铁屑浸没在以污水为电解质的溶液中时能形成无数个细微原电池反应，同时，铸铁屑与活性炭颗粒接触则能形成宏观原电池反应，从而最终电解体系形成铸铁微观电池和铁碳宏观电池的双电池电解体系，碳板2和铁板3作为电解电极通过引入直流电场作用于铁碳填料5上，降低金属还原反应活化能、反应过电位，进而提高双电池电解体系的去污能力与效率，达到去除污水中重金属离子及回收金属资源的目的；从而通过以污水为电解液，以碳板2和铁板3为阴阳极的电解反应以及以铁碳填料5浸没在以污水为电解液的溶液中时发生的双电池电解反应，而对污水进行多重净化处理，本电解-微电解复合污水净化器以太阳能电池板1-1供电给电解电极碳板2和铁板3，铁碳填料5形成的微电解不需要电能，出水水质高，污水处理量大，这两个反应相叠加，提高了污水重金属的去除效率，强化了净化污水的能力。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。