1.一種高效率的電化學廢水處理裝置,其特征在于,包括:
端部電極室總成,分為前端電極室總成和后端電極室總成,所述前端電極室總成自外向內依次包括方鋼管夾緊框、電堆夾緊端板、密封墊、端電極、多孔板和半透性極膜,所述后端電極室總成自外向內的結構同所述前端電極室總成;
置于所述前端電極室總成和所述后端電極室總成之間的由多對工作電極組合成的電堆,所述工作電極為復極式電極,每兩個工作電極之間設有布水隔板;
所述前端電極室總成、所述電堆和所述后端電極室總成堆疊后通過螺桿夾緊組成一個密封性良好的電化學廢水處理裝置本體結構,所述本體結構外側通過面板和側面護板圍護,所述電化學廢水處理裝置在使用時與直流電源相通。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效率的電化學廢水處理裝置,其特征在于,所述電堆夾緊端板的上部設有布水通道出口、極水出口,下部設有極水入口和布水通道入口;所述電堆夾緊端板靠近電堆的內側設有供所述端電極部分容納的電極槽;所述端電極分為上下兩部分,在所述電極槽中部設有用于隔離兩部分端電極的支撐塊;所述電堆夾緊端板的中上部和中下部還分別設有供所述端電極上的電氣連接螺栓通過的孔;所述電堆夾緊端板通過螺栓穿過設置在所述電堆夾緊端板兩端的電堆緊固螺栓孔與所述方鋼管夾緊框緊固,所述端電極的電氣連接螺栓依次穿過密封墊、設置在所述電堆夾緊端板上的孔與電極接線螺母固定并密封,其中,密封墊的厚度為3-6mm用于容納所述端電極,極水流速達到5-25m/min,以滿足排出垢屑的要求。
3.根據(jù)權利要求2所述的高效率的電化學廢水處理裝置,其特征在于,所述端電極使用金屬電極,所述端電極的電極本體采用絲式或網(wǎng)式的釕鈦電極體焊接于鈦板條集流體上,所述電氣連接螺栓設置于所述鈦板條集流體中部;所述工作電極使用具有三維結構、多微孔、孔徑為2-50nm的纖維狀或顆粒狀的活性炭及其制品,所述工作電極四周用工作電極框限定,所述工作電極框的厚度與所述工作電極的厚度相適應為0.5-6mm,所述工作電極框包括電極框體密封周邊、設置在電極框體密封周邊兩端的布水通道及中空的容納區(qū)。
4.根據(jù)權利要求3所述的高效率的電化學廢水處理裝置,其特征在于,所述多孔板的結構尺寸同所述工作電極框,包括多孔板密封周邊、設置在所述多孔板密封周邊兩端的多孔板布水通道及中部的鉆孔區(qū),所述孔徑為8mm-13mm,孔間距10mm-15mm;在安裝緊固時,所述多孔板的長度方向的正中抵于所述支撐塊上;所述半透性極膜的結構尺寸同所述工作電極框,包括整張極膜本體和設置在所述極膜本體兩端的極膜布水通道。
5.根據(jù)權利要求3所述的高效率的電化學廢水處理裝置,其特征在于,所述布水隔板的隔板厚度一般為0.5mm-2.0mm,所述布水隔板包括隔板框、設置在所述隔板框兩端的布水孔和設置在中部的隔板網(wǎng),所述隔板網(wǎng)通過布水槽與所述布水孔相通,硬質的隔板框與軟質的工作電極框一起構成了水室的密封周邊。
6.根據(jù)權利要求1所述的高效率的電化學廢水處理裝置,其特征在于,所述電化學廢水處理裝置在常溫常壓的條件下工作,本體結構材料使用耐腐蝕和絕緣性能良好的合成高分子材料,采用硬聚氯乙烯板材或者抗氧化能力更強的含氟材料。
7.一種權利要求1-6任意權利要求所述的高效率的電化學廢水處理裝置的控制方法,其特征在于,所述電化學廢水處理裝置通過自動頻繁倒極操作提高產能-體積比和長期保持電極活性,包括如下步驟:
將等待再生/活化的電極的供電的極性反接,通過PLC控制完成;先停止供電和供水,電堆的雙電層電容性充電電壓與倒極后的直流電源的電壓形成串聯(lián),共同對電堆放電形成較強的、大小可控的浪涌電流,浪涌電流的流動方向與倒極前的工作電流流向相反,與倒極完成后的工作電流流向相同;待電容放完了電以后,又會被直流電源用與電化學廢水處理裝置原來相反的極性充電,工作電流恢復正常,暫停供電,先排濃縮液,再經(jīng)水洗后,供水供電投入循環(huán)工作。
8.一種權利要求1-6任意權利要求所述的高效率的電化學廢水處理裝置在制水系統(tǒng)中的應用,其特征在于,廢水水箱經(jīng)工作泵、保安過濾器與所述電化學廢水處理裝置相連通,所述電化學廢水處理裝置經(jīng)再生泵分別與洗水水箱、濃縮液箱相連通,所述電化學廢水處理裝置還通過管路與回用水水箱相連通,上述各水箱通過閥門控制管路通閉實現(xiàn)直接或間接與所述電化學廢水處理裝置的連通。
9.根據(jù)權利要求8所述的高效率的電化學廢水處理裝置的應用,其特征在于,所述電化學廢水處理裝置在制水系統(tǒng)中完成制水過程-再生過程-制水過程;
所述制水過程包括如下步驟:打開閥門Ⅲ、閥門Ⅳ,啟動工作泵,將廢水送入電化學廢水處理裝置處理,由出水口的在線電導率儀檢測、PLC控制,不合格的產水自閥門Ⅴ返回所述廢水水箱,產水合格后,通過閥門Ⅷ將得到的工藝回用水送到回用水水箱;極水用過后,返回廢水水箱;
所述再生過程包括如下步驟:
通過倒極產生浪涌電流,使得電極得以快速再生,再生完成浪涌電流消退后,暫停供電,收集濃縮液和濃洗水;
收集濃縮液,打開閥門Ⅵ、閥門Ⅸ、閥門Ⅺ、閥門XⅢ,啟動再生泵,將電化學廢水處理裝置內的存水經(jīng)過再生過程生成的濃縮液送往濃縮液箱;
收集濃洗水,打開閥門XIV、閥門Ⅶ、閥門Ⅹ、閥門XⅢ,啟動再生泵,再生泵經(jīng)過2-3次啟動和停止,把較濃的洗水收集到濃縮液箱;
沖洗電化學廢水處理裝置,打開閥門XIV、閥門Ⅶ、閥門Ⅹ、閥門Ⅻ,啟動再生泵,沖洗電化學廢水處理裝置,洗水回到洗水水箱;
上述再生過程完成后,再次供電,開始新一輪制水過程;
濃洗水轉運和洗水水箱補水,多次使用的洗水達到洗水水箱電導率儀的設定值時,PLC控制打開閥門XIV、閥門Ⅺ、閥門XⅢ,啟動再生泵,將濃洗水轉送到濃縮液箱;打開閥門Ⅱ,啟動工作泵,將洗水水箱補滿,再生過程結束轉入制水過程;
上述每個過程中,未提及的閥門均處于關閉狀態(tài),閥門Ⅰ處于打開狀態(tài)。
10.根據(jù)權利要求9所述的高效率的電化學廢水處理裝置的應用,其特征在于,若廢水水質較差時,設置極水水箱和極水循環(huán)泵,極水可自身循環(huán)。