柱式电化学水处理装置和污水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种柱式电化学水处理装置和污水处理系统，所述电化学水处理装置包括下密封装置、外层电极、内层电极、上密封装置座、上密封装置盖、进水管和出水管。本实用新型的柱式电化学水处理装置通过对外层电极和内层电极的合理的设置，使污水与内层电极和外层电极能充分接触，以实现电场对污水的高效作用，从而可有效降低单位电耗，降低运营成本；且柱式电化学水处理装置是密闭耐压装置，其对进水压力具有较宽的适应范围，即所述压力可以为0.02MPa-0.6MPa，使所述柱式电化学水处理装置不会因为进水压力太低而导致流速慢，从而造成所述柱式电化学水处理装置内产生沉降，且即使沉降也不是附着在电极面上，从而可以做到长期稳定地运行。
【专利说明】柱式电化学水处理装置和污水处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电化学水处理装置和污水处理系统，尤其涉及一种柱式电化学水处理装置和污水处理系统。
【背景技术】
[0002]电化学水处理技术在当今水处理行业的应用越来越广泛，尤其是在难生化降解有机废水、复合重金属污染废水、电镀及表面处理行业废水、油田废水和市政污水深度净化回用等领域具有较好的应用前景。目前经常用的电化学水处理技术主要有电解、电絮凝、电吸附、电气浮和电催化氧化等，但大都具有以下几项共同的缺点:
[0003]1、单位电耗大，电极消耗速度快，导致运行成本很高；
[0004]2、对电极的腐蚀、结垢、污物附着等无良好的解决措施，难于做到长期稳定的运行。
[0005]目前现有技术中还不存在能解决上述技术问题的电化学水处理装置和污水处理系统。
实用新型内容
[0006]本实用新型的第一个目的是提供一种电能消耗小，且可以长期稳定地运行的柱式电化学水处理装置。
[0007]本实用新型的第二个目的是提供一种电能消耗小，且可以长期稳定地运行的污水处理系统。
[0008]本实用新型解决第一个技术问题采用如下技术方案:一种柱式电化学水处理装置，包括下密封装置、外层电极、内层电极、上密封装置座、上密封装置盖、进水管和出水管；
[0009]所述外层电极的一端固定于所述下密封装置上，且所述外层电极具有中空结构；
[0010]所述内层电极设置于所述外层电极的中空结构内，且所述内层电极的一端固定于所述下密封装置上；所述内层电极具有中空结构，且所述内层电极的另一端封闭；
[0011]所述下密封装置与所述内层电极的一端接触处开设有配水流道，以连通所述内层电极的中空结构和所述内层电极与外层电极之间的反应空间；
[0012]所述外层电极的另一端固定于所述上密封装置座上；
[0013]所述上密封装置盖通过螺栓固定于所述上密封装置座上；
[0014]所述进水管穿过所述上密封装置盖固定于所述内层电极上，且与所述内层电极的中空结构连通；
[0015]所述出水管固定于所述上密封装置盖上，且与所述外层电极与所述内层电极之间的空隙相连通。
[0016]可选的，所述内层电极和外层电极均为环形电极，且所述内层电极和外层电极不相互接触。[0017]可选的，所述内层电极和所述外层电极的旋转轴线重合。
[0018]可选的，所述下密封装置上开设有螺纹孔，所述螺纹孔的一端连通所述内层电极的中空结构，所述螺纹孔中设置有螺钉。
[0019]可选的，所述上密封装置盖和上密封装置座之间设置有密封垫片。
[0020]可选的，所述进水管为导电材料制备，且在所述进水管和外层电极上均设置有铜排接电端子。
[0021]本实用新型解决第二个技术问题采用如下技术方案:一种污水处理系统，包括前述的柱式电化学水处理装置。
[0022]可选的，所述污水处理系统还包括:进水控制器和沉淀固液分离器，所述进水控制器通过管道连通于所述进水管，所述出水管通过管道连通于所述沉淀固液分离器。
[0023]可选的，所述污水处理系统还包括:多个进水控制器、柱式电化学水处理装置和多个沉淀固液分离器，所述进水控制器、柱式电化学水处理装置和沉淀固液分离器依次重复设置。
[0024]可选的，所述下密封装置的位于所述外层电极的中空结构处的内壁上开设有沉孔，所述内层电极的一端固定于所述下密封装置的沉孔内。
[0025]本实用新型具有如下有益效果:本实用新型的柱式电化学水处理装置通过对外层电极和内层电极的合理的设置，使污水与内层电极和外层电极能充分接触，以实现电场对污水的高效作用，从而可有效降低单位电耗，降低运营成本；且柱式电化学水处理装置是密闭耐压装置，其对进水压力具有较宽的适应范围，即所述压力可以为0.02MPa-0.6MPa，使所述柱式电化学水处理装置不会因为进水压力太低而导致流速慢，从而造成所述柱式电化学水处理装置内产生沉降，且即使沉降也不是附着在电极面上，从而可以做到长期稳定地运行。
[0026]本实用新型的污水处理系统，由于其采用了上述的柱式电化学水处理装置，因此，也能够达到降低单位电耗，降低运营成本，且可以长期稳定地运行的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的柱式电化学水处理装置的结构示意图；
[0028]图2为本实用新型的柱式电化学水处理装置的外层电极和内层电极的剖面图；
[0029]图3为本实用新型的污水处理系统的结构示意图；
[0030]图4为本实用新型的污水处理系统的另一结构示意图。
[0031]图中标记示意为:1-下密封装置；2_外层电极；3-内层电极；4_上密封装置座；5-上密封装置盖；6_进水管；7_出水管；8_密封垫片；9_铜排接电端子；10-进水控制器；11-沉淀固液分离器。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
[0033]实施例1
[0034]参考图1，本实施例提供了一种柱式电化学水处理装置，包括下密封装置1、外层电极2、内层电极3、上密封装置座4、上密封装置盖5、进水管6和出水管7 ;[0035]所述外层电极2的一端固定于所述下密封装置I上，且所述外层电极2具有中空结构；
[0036]所述内层电极3设置于所述外层电极2的中空结构内，且所述内层电极3的一端固定于所述下密封装置I上；所述内层电极3具有中空结构，且所述内层电极3的另一端封闭；
[0037]所述下密封装置I与所述内层电极3的一端接触处开设有配水流道，以连通所述内层电极3的中空结构和所述内层电极3与外层电极2之间的反应空间；
[0038]所述外层电极2的另一端固定于所述上密封装置座4上；
[0039]所述上密封装置盖5通过螺栓固定于所述上密封装置座4上；
[0040]所述进水管6穿过所述上密封装置盖5固定于所述内层电极3上，且与所述内层电极3的中空结构连通；
[0041]所述出水管7固定于所述上密封装置盖5上，且与所述外层电极2与所述内层电极3之间的空隙相连通。
[0042]本实用新型的柱式电化学水处理装置通过对外层电极2和内层电极3的合理的设置，使污水与内层电极3和外层电极2能充分接触，以实现电场对污水的高效作用，从而可有效降低单位电耗，降低运营成本；且柱式电化学水处理装置是密闭耐压装置，其对进水压力具有较宽的适应范围，即所述压力可以为0.02MPa-0.6MPa，使所述柱式电化学水处理装置不会因为进水压力太低而导致流速慢，从而造成所述柱式电化学水处理装置内产生沉降，且即使沉降也不会附着在电极面上，从而可以做到长期稳定地运行。
[0043]参考图2，本实施例中，可选的，所述内层电极3和外层电极2均为环形电极，且所述内层电极3和外层电极2不相互接触，更进一步，所述内层电极和所述外层电极的旋转轴线重合；以通过所述外层电极2和内层电极3的结构设计，从而保证所通过的污水的无死角混合，而且可以达到污水与电极的双向充分接触，以实现电场对污水的高效作用。所述内层电极3和外层电极2的电极面均无焊接，避免了电极的焊接处在工作状态下消耗速度快，从而导致整个电极使用寿命短的问题。
[0044]本实施例中，可选的，所述外层电极2和内层电极3采用消耗性电极和/或者惰性电极；即可以采用相同材质的电极或采用不同材质的电极，即比如处理重金属时采用以铁为主的合金电极，处理难降解有机物时采用钛合金电极。处理表面行业含络合物和重金属的废水可采用内层钛合金电极配外层铁电极。以通过对电极材料的选择，实现电解、絮凝、吸附、气浮或催化氧化的功能选择。
[0045]本实施例中，可选的，所述下密封装置I上开设有螺纹孔，所述螺纹孔的一端连通所述内层电极3的中空结构，所述螺纹孔中设置有螺钉；以方便通过所述螺纹孔排出沉积杂物以及在检修时作泄空之用。
[0046]本实施例中，可选的，所述上密封装置盖5和上密封装置座4之间设置有密封垫片8，以提高所述上密封装置盖5和上密封装置座4之间的密封性能；更进一步，该密封垫片8采用的聚四氟乙烯材质制成，以进一步提高所述密封垫片8的耐腐蚀性能。
[0047]本实施例中，可选的，所述进水管6为导电材料制备，且在所述进水管6和外层电极2上均设置有铜排接电端子9，所述铜排接电端子9可拆卸方式与外层电极2连接，以方便所述铜排接电端子9与外部电路连接。[0048]本实施例中，可选的，所述下密封装置I采用透明绝缘材料制成，且与所述外层电极2螺纹连接，以方便检修。
[0049]本实施例中，可选的，当所述柱式电化学水处理装置采用消耗性电极时，外层电极2和内层电极3可以单独更换，且外层电极2和内层电极3的电源极性也是可调的，以在运行一段时间后，可根据观察到的电极消耗情况来调整电源输出，而达到人工干预内、外电极消耗速度的目地；以达到平衡内、外电极的损耗速度，最大程度规避内、外两电极消耗速度差异过大而导致反应器整体寿命缩短的情况发生。
[0050]本实施例中，可选的，所述外层电极2、上密封装置座4和上密封装置盖5之间形成一空腔，所述空腔的容积大小可根据需要设计，以适应外加药剂或者溶气所需反应时间，极大程度上提高了反应装置的使用灵活性。
[0051]本实施例中，可选的，所述螺钉与所述内层电极3和外层电极2的轴心线重合。
[0052]本实施例中，可选的，所述下密封装置I的位于所述外层电极2的中空结构处的内壁上开设有沉孔，所述内层电极2的一端固定于所述下密封装置I的沉孔内，以通过所述沉孔的位置精度，从而使所述内层电极3固定于外层电极2中心处，从而克服当内层电极3偏离所述外层电极2时，即内层电极3的外表面与外层电极2内表面之间的间距不均勻，而导致电极间距小的地方电极消耗速度明显快于电极间距大的地方，以至于大大缩短所述柱式电化学水处理装置的使用寿命的技术问题。
[0053]本实施例中，可选的，所述外层电极2可转动地固定于所述上密封装置座4上，以使得所述内层电极2可以在通过对所述上密封装置盖5施加力的情况下转动。
[0054]本实用新型的柱式电化学水处理装置采用可调交直流高频电源供电，且所述可调交直流高频电源可以输出多种波形的电流，电源换向时间为I秒-24小时，所述可调交直流高频电源的最高输出电压为36V，低于绝大部分一般的电化学水处理装置所需要的电压，以使运行管理人员的安全风险显著降低。
[0055]本实用新型的柱式电化学水处理装置处理水的过程如下:水从进水管6进入到内层电极3的中空结构中，即所述内层电极3的内部空间，对所述内部电极3施加高频电，水在所述内部空间会经历一个诱导极化过程；然后水从内层电极2的底部，经过下密封装置I的配水流道进入所述内层电极3和外层电极2之间的反应空间，在所述反应空间内产生电解、氧化、还原、絮凝和气浮等物理化学反应；然后进入所述空腔后，经出水管7流出。且本柱式电化学水处理装置可以通过调节进水流量来调整水在本装置内的停留时间，处理有机物时，停留时间在45-60秒，处理重金属时停留时间为15-25秒。
[0056]实施例2
[0057]参考图3和图4本实施例提供了一种污水处理系统，包括权利要求1-6所述的柱式电化学水处理装置。
[0058]本实施例中，可选的，所述污水处理系统还包括:进水控制器10和沉淀固液分离器11，所述进水控制器11通过管道连通于所述进水管6，所述出水管7通过管道连通于所述固体悬浮杂质拦截11设备，以实现对通过所述柱式电化学水处理装置的污水进行处理。
[0059]本实施例中，可选的，所述污水处理系统还包括:多个进水控制器10、柱式电化学水处理装置和多个沉淀固液分离器11，所述进水控制器10、柱式电化学水处理装置和沉淀固液分离器11依次重复设置，所述上一级的沉淀固液分离器11的出水口与下一级的进水控制器10的入水口连通，所述下一级的进水控制器10的出水口与所述柱式电化学水处理装置的进水管6连通，所述柱式电化学水处理装置的出水管7与下一级的沉淀固液分离器11的入水口连通，以此类推。以对污水进行多级处理，直到达标为止。
[0060]本实用新型的污水处理系统具有如下技术效果:
[0061]1、本实用新型的污水处理系统解决了难生化降解有机物的处理难题，对绝大部分难降解有机物的去除率达到90%以上，而处理成本仅约2元/Kg.COD左右。
[0062]2、本实用新型的污水处理系统用于对油田废水处理时，对石油类的去除率可达98%以上，运行成本不超过I元/吨.水。
[0063]3、本实用新型的污水处理系统对重金属例如砷、六价铬、铅、镉、镍、铜的去除率可达99%以上,运行成本仅为1.5元/吨.水。
[0064]4、本实用新型的污水处理系统用于市政污水深度净化回用处理时,其对P的去除、细菌的灭杀率均可达99.9%以上，关键是还能同时降低一定C0D、色度。
[0065]5、本实用新型的污水处理系统不仅具有单独处理复合污染废水的能力，可同时对有机物、石油类、重金属达到较高的去除能力，也可以同常规生物处理协同，作为生物处理的前端预处理设施，以取得更为经济的处理效果。
[0066]6、本实用新型的污水处理系统不仅占用空间省，而且可根据空间的横向、纵向条件来考虑产品的设计及系统布局，可最大限度的利用空间，受空间的局限性极小。可在1000平方米的地域上达到日处理量I万吨水/天。
[0067]7、本实用新型的污水处理系统为模块化产品，可根据需要方便增加模块，也可在固定模块数量的前提下调整运行的模块数量来实现处理能力的适应。
[0068]8、本实用新型的运行、操作、维护简单，便于自动控制运行或者远程监控运行，可减少大量运行管理人员。
[0069]以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0070]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种柱式电化学水处理装置，其特征在于，包括下密封装置、外层电极、内层电极、上密封装置座、上密封装置盖、进水管和出水管； 所述外层电极的一端固定于所述下密封装置上，且所述外层电极具有中空结构； 所述内层电极设置于所述外层电极的中空结构内，且所述内层电极的一端固定于所述下密封装置上；所述内层电极具有中空结构，且所述内层电极的另一端封闭； 所述下密封装置与所述内层电极的一端接触处开设有配水流道，以连通所述内层电极的中空结构和所述内层电极与外层电极之间的反应空间； 所述外层电极的另一端固定于所述上密封装置座上； 所述上密封装置盖通过螺栓固定于所述上密封装置座上； 所述进水管穿过所述上密封装置盖固定于所述内层电极上，且与所述内层电极的中空结构连通； 所述出水管固定于所述上密封装置盖上，且与所述外层电极与所述内层电极之间的空隙相连通。
2.根据权利要求1所述的柱式电化学水处理装置，其特征在于，所述内层电极和外层电极均为环形电极，且所述内层电极和外层电极不相互接触。
3.根据权利要求2所述的柱式电化学水处理装置，其特征在于，所述内层电极和所述外层电极的旋转轴线重合。
4.根据权利要求1所述的柱式电化学水处理装置，其特征在于，所述下密封装置上开设有螺纹孔，所述螺纹孔的一端连通所述内层电极的中空结构，所述螺纹孔中设置有螺钉。
5.根据权利要求1所述的柱式电化学水处理装置，其特征在于，所述上密封装置盖和上密封装置座之间设置有密封垫片。
6.根据权利要求1所述的柱式电化学水处理装置，其特征在于，所述进水管为导电材料制备，且在所述进水管和外层电极上均设置有铜排接电端子。
7.一种污水处理系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的柱式电化学水处理装置。
8.根据权利要求7所述的污水处理系统，其特征在于，还包括:进水控制器和沉淀固液分离器，所述进水控制器通过管道连通于所述进水管，所述出水管通过管道连通于所述沉淀固液分离器。
9.根据权利要求7所述的污水处理系统，其特征在于，还包括:多个进水控制器、柱式电化学水处理装置和多个沉淀固液分离器，所述进水控制器、柱式电化学水处理装置和沉淀固液分离器依次重复设置。
10.根据权利要求3所述的柱式电化学水处理装置，其特征在于，所述下密封装置的位于所述外层电极的中空结构处的内壁上开设有沉孔，所述内层电极的一端固定于所述下密封装置的沉孔内。
【文档编号】C02F1/46GK203768082SQ201420158295
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】刘红, 雷才良 申请人:刘红