一种废水治理的隔膜电解装置的制作方法

本技术涉及污水治理的，尤其涉及一种废水治理的隔膜电解装置。

背景技术：

1、现有的废水电解装置，多见于将电解板直接组合为电解板组，直接投入到电解槽中，通入直流电进行废水的电解氧化降解，使其中含有的有机物成分和氨氮进行分解，为了得到较为理想的有机物和氨氮去除效果，通常选用贵金属氧化物的钛基体电极作为阳极材料，阴极材料选用钛或不锈钢材质，电流密度要达到30ma/cm2以上，但由于阳极氧化和阴极还原在同一区域，废水中cod的去除效果不稳定，针对大多数有机物表现出的去除效率十分有限，而且大电流密度意味着高能耗，当前有文献提到去除1kg cod的电能消耗达到28kwh左右，当前的电解形式的电解设备不仅运行能耗过高，而且随着电解过程的进行，阴极板结构的现象都比较严重，阴极板结垢会严重干扰电解效果，而且还可能发生极板间的短路有一定的安全隐患。

2、另外，目前也有隔膜电解槽开始出现，采用离子隔膜将阴极和阳极相互分割，甚至提到在阴极区采用溶氧的方法通过阴极反应产生双氧水，结合阴极还原产生羟基自由基，同时在阳极和阴极进行有机物的降解氧化。隔膜电解的作用应该是强化阳极氧化，同时利用阴极还原，通过溶氧结合阴极反应制取双氧水在产生羟基自由基的方式降解氧化废水cod真实效果还没有广泛的应用于实践，还只是停留在实验室阶段。

3、因此，设计一种能够实际应用，可放大到实际污水治理的隔膜电解槽十分必要，一方面要通过隔膜电解强化阳极的氧化降解效果，提高阳极氧化降解的效率，减少贵金属阳极的使用数量，降低投资和运行成本；另一方面考虑阴极反应的应用，将阴极析氢反应作为碱生成的反应，通过阴极反应生产适当浓度的碱液更加简单实用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现在电解设备不仅运行能耗过高，而且随着电解过程的进行，阴极板结构的现象都比较严重，阴极板结垢会严重干扰电解效果，而且还可能发生极板间的短路有一定的安全隐患的不足，而提出的一种废水治理的隔膜电解装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种废水治理的隔膜电解装置，包括碳钢框架，所述的碳钢框架顶部设有直流电源，所述的碳钢框架内设有若干阳极室和阴极室，所述的阳极室和阴极室之间设有离子隔膜，所述的阳极室内设有阳极板，所述的阳极板底部设有阳极导电排，所述的碳钢框架一侧顶部连接有阳极排风管相连，所述的阴极室内设有阴极板，所述的阴极板底部连接有阴极导电排，所述的碳钢框架另一侧顶部连接有阴极排风管，所述的碳钢框架底部设有接液盘。

4、优选的，所述的碳钢框架一侧底部连接有阳极进水管，所述的阳极进水管顶部设有阴极溢流管，所述的碳钢框架另一侧底部连接有阴极进水管，所述的阴极进水管顶部设有阳极溢流管，所述的接液盘对应设置在阴极进水管、阳极进水管、阴极溢流管和阳极溢流管的底部，用于排出液体的收集。

5、优选的，所述的碳钢框架的一侧连接有阳极流量计，用于流量的统计。

6、优选的，所述的阳极室和阴极室材料均为聚丙烯材质，用于废水处理使用。

7、优选的，所述的离子隔膜材料为阴离子隔膜，阴离子膜采用耐老化耐腐蚀性的材料。

8、优选的，所述的阳极板为钌铱涂层的钛基板，所述的阴极板为不锈钢材质，用于废水处理反应使用。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、1、通过隔膜分隔的方式将阳极区单独分隔，提高阳极氧化的效率，消除阴极还原的干扰，阳极氧化效率大幅度提升便可以大大降低贵金属阳极材料的使用数量，降低设备的投资运行成本；

11、2、利用阴极反应的特点结合氯碱工艺的部分原理，在阴极区进行产碱反应，充分利用了阴极反应，同时有效除了阴极结垢的隐患，大大提升了隔膜电解设备的工业化应用前景；

12、综上所述，本实用新型能通过隔膜分隔的方式将阳极区单独分隔，提高阳极氧化的效率，消除阴极还原的干扰，阳极氧化效率大幅度提升便可以大大降低贵金属阳极材料的使用数量，降低设备的投资运行成本；同时利用阴极反应的特点结合氯碱工艺的部分原理，在阴极区进行产碱反应，充分利用了阴极反应，同时有效除了阴极结垢的隐患，大大提升阳极氧化的效率，防止阴极还原对废水中有机物的还原对冲作用；有效的解决的阴极结构的问题，由于阴极液适中处于高碱性的条件，用常规的自来水配置的氯化钠溶液中的钙镁离子都完全水解沉淀，阴极板不会有钙镁离子沉积而产生结垢。

技术特征：

1.一种废水治理的隔膜电解装置，包括碳钢框架（10），其特征是，所述的碳钢框架（10）顶部设有直流电源（8），所述的碳钢框架（10）内设有若干阳极室（14）和阴极室（16），所述的阳极室（14）和阴极室（16）之间设有离子隔膜（15），所述的阳极室（14）内设有阳极板（6），所述的阳极板（6）底部设有阳极导电排（5），所述的碳钢框架（10）一侧顶部连接有阳极排风管（7）相连，所述的阴极室（16）内设有阴极板（12），所述的阴极板（12）底部连接有阴极导电排（11），所述的碳钢框架（10）另一侧顶部连接有阴极排风管（13），所述的碳钢框架（10）底部设有接液盘（9）。

2.根据权利要求1所述的一种废水治理的隔膜电解装置，其特征是，所述的碳钢框架（10）一侧底部连接有阳极进水管（2），所述的阳极进水管（2）顶部设有阴极溢流管（3），所述的碳钢框架（10）另一侧底部连接有阴极进水管（1），所述的阴极进水管（1）顶部设有阳极溢流管（4），所述的接液盘（9）对应设置在阴极进水管（1）、阳极进水管（2）、阴极溢流管（3）和阳极溢流管（4）的底部。

3.根据权利要求1所述的一种废水治理的隔膜电解装置，其特征是，所述的碳钢框架（10）的一侧连接有阳极流量计（17）。

4.根据权利要求1所述的一种废水治理的隔膜电解装置，其特征是，所述的阳极室（14）和阴极室（16）材料均为聚丙烯材质。

5.根据权利要求1所述的一种废水治理的隔膜电解装置，其特征是，所述的离子隔膜（15）材料为阴离子隔膜（15）。

6.根据权利要求1所述的一种废水治理的隔膜电解装置，其特征是，所述的阳极板（6）为钌铱涂层的钛基板，所述的阴极板（12）为不锈钢材质。

技术总结
本技术公开了一种废水治理的隔膜电解装置，包括碳钢框架，所述的碳钢框架顶部设有直流电源，所述的碳钢框架内设有若干阳极室和阴极室。本技术能通过隔膜分隔的方式将阳极区单独分隔，提高阳极氧化的效率，消除阴极还原的干扰，阳极氧化效率大幅度提升便可以大大降低贵金属阳极材料的使用数量，降低设备的投资运行成本；防止阴极还原对废水中有机物的还原对冲作用；有效的解决的阴极结构的问题，由于阴极液适中处于高碱性的条件，用常规的自来水配置的氯化钠溶液中的钙镁离子都完全水解沉淀，阴极板不会有钙镁离子沉积而产生结垢。

技术研发人员：顾正海,姚纪业,张翔,徐锋,孙翌钊,金佩程
受保护的技术使用者：杭州中环化工设备有限公司
技术研发日：20230419
技术公布日：2024/1/15