專利名稱：一種具有膜過濾功能的電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電解裝置，特別是涉及一種具有膜過濾功能的電解裝置。
背景技術(shù)：
近年來，電化學(xué)處理是物化處理技術(shù)中發(fā)展較為活躍的水處理技術(shù)之一，它主要是利用原電池原理或電解原理對廢水進(jìn)行處理。當(dāng)前，有各種類型的電解裝置和微電解裝置，已應(yīng)用于生活廢水和工業(yè)廢水等的處理中。但是，現(xiàn)有的電解裝置在運行過程中暴露出一些問題，一是電極消耗大，電極材料污染水體；二是電極的電密度小，過電位高，工作電壓較高，電能應(yīng)用效率不高，能耗大；三是電解后，固液分離效果不理想，需要進(jìn)行二次固液分離，工藝流程長。金屬膜，是一種孔徑分布較均勻，孔徑為O. 01 10 μ m的微孔過濾膜。在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力，就能篩出小于孔徑的溶質(zhì)分子，以分離分子量大于1000道爾頓、粒徑大·于IOnm的顆粒。過濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一，在20世紀(jì)60年代，膜過濾裝置就實現(xiàn)了工業(yè)化。膜過濾的工業(yè)應(yīng)用十分廣泛，已成為新型化工工程、生物工程、食品工業(yè)單元操作之一，用于分離、濃縮、純化生物制品、醫(yī)藥制品以及食品工業(yè)中；還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用膜過濾進(jìn)行了中草藥的濃縮提純。隨著技術(shù)的進(jìn)步，過濾膜的篩選、分離、濃縮功能也得到不斷地改進(jìn)和加強，對人類社會的貢獻(xiàn)也越來越大。近年來，膜處理是物化處理技術(shù)中發(fā)展較為活躍的水處理技術(shù)，當(dāng)前，有各類型膜過濾裝置已應(yīng)用于生活飲用水凈化、市政廢水、工業(yè)有機廢水、電鍍廢水、油田廢水等的處理中。但是，現(xiàn)有的膜過濾裝置在運行過程中同樣暴露出一些問題一是只具有篩選功能，污染物無法進(jìn)一步降解；二是產(chǎn)水率較低，濃縮水產(chǎn)生量大，運行成本較高；三是膜組件容易污染堵塞，清洗頻率高、用藥量大，產(chǎn)生污泥量大、存在對環(huán)境造成二次污染；四是產(chǎn)生的淡水水質(zhì)較差。因此，電解技術(shù)和膜過濾分離技術(shù)都還有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。中國專利CN102295326A公開一種水電解裝置，包括電解單元、水箱、氣液混合器、氣液分離器、電源，電解單元包括殼體，殼體頂部開設(shè)有進(jìn)水口，其下方設(shè)有陽極鈦給電孔板、β -Pb02陽極催化板、固體高分子電解質(zhì)膜、Pt/C陰極催化板、陰極鈦給電孔板，水箱底部設(shè)有咬合接口，頂部活動設(shè)有頂蓋，頂蓋上設(shè)有臭氧排出管、補水口，水箱上設(shè)有臭氧水排出口，氣液混合器包括混合器容器，其上設(shè)有臭氧入口、進(jìn)水口、臭氧水出口，氣液分離器包括分離器容器，其上設(shè)有氫氣水入口、氫氣排放管、排水口，電源正極與電解單兀陽極相連接，電源負(fù)極與電解單元陰極相連接。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的電解裝置和膜過濾裝置存在功能單一、處理效果不佳、處理效率低等不足，提供一種相鄰兩極工作電壓極低、電流密度大、能耗較小、電效率較高、沒有電極消耗、能有效分離并降解水中污染物，集電解和膜過濾功能為一體的具有膜過濾功能的電解裝置。本實用新型設(shè)有殼體和電極組，在殼體底部設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣口，進(jìn)水口通過管道與進(jìn)水管路連接；進(jìn)氣口通過管道與曝氣裝置連接；殼體上部、下部分別設(shè)有溢流口、排污口，溢流口和排污口通過管道均與外部排污管路連接；所述電極組設(shè)有支架、陰極、陽極和出水口 ；所述電極組通過支架固定在殼體上，所述陰極為具有過濾分離功能的金屬膜組件，所述陽極為金屬陽極、合金陽極、碳陽極、鈦陽極等中的一種；所述陰極的一端設(shè)有用于連接電源的連接板，連接板上設(shè)有陽極接線柱和陰極接線柱，陰極的另一端設(shè)有過濾集水管和過濾反洗管，過濾集水管與吸水泵連接，過濾反洗管依次與反洗泵、加藥管連接。所述殼體可設(shè)有內(nèi)層和外層，內(nèi)層可采用工程塑料內(nèi)層，外層可采用鋼板外層；所述殼體可為圓形殼體或方形殼體等。所述金屬膜組件中的金屬膜可選自微濾膜、超濾膜、納濾膜等中的一種。所述金屬·膜中的金屬可選自鎳、鎳合金、不銹鋼、鈦等中的一種。所述鈦陽極表面可覆蓋有納米級貴金屬氧化物涂層，所述貴金屬氧化物涂層具有良好催化特性；所述納米級貴金屬氧化物涂層可采用晶粒為10 35nm的金屬氧化物涂層。所述陽極可為平板狀陽極、圓弧狀陽極、圓柱體陽極或網(wǎng)狀陽極等。所述電極組相鄰兩極板間的距離可為I 50mm。所述陽極與陰極間的工作電壓可為I 18V，電流密度可為I 300mA/cm2。本實用新型是集納米技術(shù)、催化技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、膜過濾分離技術(shù)為一體的新型電解裝置。在對水進(jìn)行處理時，在較低的電壓條件下電解，產(chǎn)生初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)，在有大量氯離子存在時，產(chǎn)生的是初生態(tài)的氯[Cl]和初生態(tài)的氫[H];在沒有氯離子存在時，產(chǎn)生的是初生態(tài)的氧[O]、羥基[0H]和初生態(tài)的氫[H]，并發(fā)生以下作用I)電解產(chǎn)生的初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)殺滅水中的微生物、細(xì)菌、藻類和浮游生物并與陰極產(chǎn)生的大量微小氣泡結(jié)合上浮去除，消除微生物、細(xì)菌、藻類、浮游生物的污染并降低濁度；2)在電場和電解產(chǎn)生的初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)作用下，水中難于生化的大環(huán)化合物和長鏈化合物發(fā)生開環(huán)、斷鏈反應(yīng)，使得難于生化的大分子物質(zhì)變成為易于生化小分子物質(zhì)，同時提高B/C值，改善可生化性，為后續(xù)處理創(chuàng)造更好的生化條件；3)電解產(chǎn)生的初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)作用下快速氧化分解殘留在廢水中有機物，降低C0D。4)電解產(chǎn)生的初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)快速氧化分解殘留在廢水中有色物質(zhì)的發(fā)色基團和助色基團，使其發(fā)生斷鏈或開環(huán)，使廢水脫色，并結(jié)合陰極產(chǎn)生的大量微小氣泡的氣浮作用，有效降低廢水色度，達(dá)到脫色的目的；5)電解產(chǎn)生的初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)快速氧化分解廢水中的氨氮，降低水中的氨氮指標(biāo)；6)電解產(chǎn)生的多種游離基(強氧化性物質(zhì))可以氧化分解廢水中的發(fā)臭基團，去除廢水中的惡臭；7)在電場作用下，一方面使得水中的懸浮物、膠體、帶電微粒等物質(zhì)脫穩(wěn)，另一方面水中的陽離子、陰離子分別向陰極和陽極移動，在陰極和陽極發(fā)生雙電層作用和多電層作用，形成沉淀誘發(fā)絮凝作用，促使細(xì)小的懸浮物、膠體、帶電微粒等物質(zhì)形成粗大的絮凝體，加速雜質(zhì)沉降，有效降低SS、濁度等污染指標(biāo)；8)電解時陰極產(chǎn)生的大量初生態(tài)的氫可形成氫氣小氣泡，具有氣浮效果，隨著氣泡的上浮，會粘附大量的輕質(zhì)懸浮物，達(dá)到固液分離或液液分離的效果，從而進(jìn)一步降低水中的SS、C0D、色度、濁度等；9)電解產(chǎn)生的初生態(tài)的強氧化性物質(zhì)殺滅水中的微生物、藻類和浮游生物防止了金屬膜的生物污染，同時電解時陰極表面產(chǎn)生的大量初生態(tài)的氫形成的氫氣小氣泡防止了化學(xué)物質(zhì)和懸浮物在金屬膜表面聚集，防止膜的污染。綜上所述，本實用新型既有電解作用，又可以改善進(jìn)膜時水質(zhì)條件，從而減少膜組件容易污染堵塞的問題，提高膜的產(chǎn)水率和產(chǎn)水質(zhì)量，減少濃縮水中污染物含量，減少膜組件的清洗頻率及清洗藥物的用量；既提高膜的使用壽命，又降低物料消耗并且大幅度降低污泥排放，有效減少污泥排放產(chǎn)生的二次污染，減少運行成本，最終實現(xiàn)污水的理想的凈化 效果。由此可見，這是一種具有過濾分離功能，對水具有良好凈化效果的電解裝置。本實用新型可廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。

圖I為本實用新型實施例的外部結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2為本實用新型實施例的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為圖3的B-B剖視圖。在圖I 4中，各標(biāo)記為殼體I、電極組2、進(jìn)水口 3、進(jìn)氣口 4、溢流口 5、支架6、陰極7、陽極8、過濾集水管9、過濾反洗管10、陽極接線柱11、陰極接線柱12、出水口 13、排污口 14。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。參見圖I 4，本實用新型實施例設(shè)有殼體I和電極組2，在殼體I底部設(shè)有進(jìn)水口 3和進(jìn)氣口 4，進(jìn)水口 3通過管道與進(jìn)水管路連接；進(jìn)氣口 4通過管道與曝氣裝置連接；殼體I上部、下部分別設(shè)有溢流口 5、排污口 14，溢流口 5和排污口 14通過管道均與外部排污管路連接；所述電極組2設(shè)有支架6、陰極7、陽極8和出水口 13 ;所述電極組2通過支架6固定在殼體I上，所述陰極7為具有過濾分離功能的金屬膜組件，所述陽極8為金屬陽極、合金陽極、碳陽極、鈦陽極等中的一種；所述陰極7的一端設(shè)有用于連接電源的連接板，連接板上設(shè)有陽極接線柱11和陰極接線柱12，陰極7的另一端設(shè)有過濾集水管9和過濾反洗管10，過濾集水管9與吸水泵連接，過濾反洗管10依次與反洗泵、加藥管連接。所述殼體I可設(shè)有內(nèi)層和外層，內(nèi)層可采用工程塑料內(nèi)層，外層可采用鋼板外層；所述殼體可為圓形殼體或方形殼體等。所述金屬膜組件中的金屬膜可選自微濾膜、超濾膜、納濾膜等中的一種。所述金屬膜中的金屬可選自鎳、鎳合金、不銹鋼、鈦等中的一種。[0037]所述鈦陽極表面可覆蓋有納米級貴金屬氧化物涂層，所述貴金屬氧化物涂層具有良好催化特性；所述納米級貴金屬氧化物涂層可采用晶粒為10 35nm的金屬氧化物涂層。所述陽極可為平板狀陽極、圓弧狀陽極、圓柱體陽極或網(wǎng)狀陽極等。所述電極組相鄰兩極板間的距離可為I 50mm。所述陽極與陰極間的工作電壓可為I 18V，電流密度可為I 300mA/cm2。殼體I可為圓形殼體或方形殼體，可設(shè)有內(nèi)層和外層，內(nèi)層可采用工程塑料內(nèi)層，外層可采用鋼板外層。以下給出本實用新型的使用方法。I)對印染深度處理廢水的處理效果將經(jīng)過生化處理的二沉池印染深度處理廢水通過水泵泵入具有膜過濾功能的電解裝置電解，兩極間的電壓為I 18V，電流密度為I 300mA/cm2，保持廢水在電解裝置中的停留時間為I 5min，廢水的電解的用電量控制為O. 01 O. 2度/ m 3。處理前后的效果見表I 4。表I經(jīng)生化處理后的印染廢水的水質(zhì)情況
權(quán)利要求1.一種具有膜過濾功能的電解裝置，其特征在于設(shè)有殼體和電極組，在殼體底部設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣口，進(jìn)水口通過管道與進(jìn)水管路連接；進(jìn)氣口通過管道與曝氣裝置連接；殼體上部、下部分別設(shè)有溢流口、排污口，溢流口和排污口通過管道均與外部排污管路連接； 所述電極組設(shè)有支架、陰極、陽極和出水口 ；所述電極組通過支架固定在殼體上，所述陰極為具有過濾分離功能的金屬膜組件，所述陽極為金屬陽極、合金陽極、碳陽極中的一種；所述陰極的一端設(shè)有用于連接電源的連接板，連接板上設(shè)有陽極接線柱和陰極接線柱，陰極的另一端設(shè)有過濾集水管和過濾反洗管，過濾集水管與吸水泵連接，過濾反洗管依次與反洗泵、加藥管連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種具有膜過濾功能的電解裝置，其特征在于所述殼體為圓形殼體或方形殼體。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種具有膜過濾功能的電解裝置，其特征在于所述殼體設(shè)有內(nèi)層和外層。
4.如權(quán)利要求I所述的一種具有膜過濾功能的電解裝置，其特征在于所述鈦陽極表面覆蓋有納米級貴金屬氧化物涂層。
5.如權(quán)利要求I所述的一種具有膜過濾功能的電解裝置，其特征在于所述陽極為平板狀陽極、圓弧狀陽極、圓柱體陽極或網(wǎng)狀陽極。
6.如權(quán)利要求I所述的一種具有膜過濾功能的電解裝置，其特征在于所述電極組相鄰兩極板間的距離為I 50mm。
專利摘要一種具有膜過濾功能的電解裝置，涉及一種電解裝置。設(shè)有殼體和電極組，在殼體底部設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣口，進(jìn)水口通過管道與進(jìn)水管路連接；進(jìn)氣口通過管道與曝氣裝置連接；殼體上部、下部分別設(shè)有溢流口、排污口，溢流口和排污口通過管道均與外部排污管路連接；所述電極組設(shè)有支架、陰極、陽極和出水口；電極組通過支架固定在殼體上，陰極為具有過濾分離功能的金屬膜組件，陽極為金屬陽極、合金陽極、碳陽極、鈦陽極等中的一種；陰極的一端設(shè)有用于連接電源的連接板，連接板上設(shè)有陽極接線柱和陰極接線柱，陰極另一端設(shè)有過濾集水管和過濾反洗管，過濾集水管接吸水泵，過濾反洗管依次與反洗泵、加藥管連接。集電解和膜過濾功能為一體。
文檔編號C02F1/461GK202688048SQ20122016865
公開日2013年1月23日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者張世文, 許雅玲, 鄭宣慶 申請人:波鷹(廈門)科技有限公司