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一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置及含鉻廢水處理方法

文檔序號:40595333發(fā)布日期:2025-01-07 20:35閱讀:6來源:國知局
一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置及含鉻廢水處理方法

本發(fā)明屬于污水凈化,具體涉及一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置及方法。


背景技術(shù):

1、電鍍等工藝在進行的過程中將會產(chǎn)生含重金屬離子的污水,污水中會有大量的六價鉻離子。目前主要采用電解方法使得六價鉻離子變成三價鉻離子,并通過反應(yīng)以絮凝沉淀的方式,從而從污水中分離?,F(xiàn)有技術(shù)中電解裝置通常是在污水中浸入數(shù)個通電的電極板,當(dāng)污水流過電極板被電解。但是在實際的使用過程中,污水中的金屬鉻離子含量是處于變化的,而電解裝置的規(guī)格通常都是固定的。當(dāng)污水中需要被電解的重金屬離子量較多,則就需要電極板之間具有較強的電場進行吸附金屬鉻離子進行反應(yīng),同時需要減小電極板之間的流量,使得流經(jīng)的污水反應(yīng)更加充分,反之亦然。

2、長期的使用,浸沒在污水中的電極板上會附著一些雜質(zhì)或極化產(chǎn)物,從而使得電極板鈍化,電極效率下降,通常需要定期取出進行表面清理。當(dāng)電極板之間的距離減小,電極板面積較大時,電極板之間的液體自然流動時將形成層流,這不利于液體的充分混合形成絮凝物,也不利于液體成分均勻性。各處成分不均勻的液體容易使得電極板的不同部位的電解效果不同,從而使得電極板上的鐵板反應(yīng)不均勻,影響電極板的使用壽命,影響電解的效果,穩(wěn)定的層流也不利于液體與電極板的充分接觸。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置。

2、第一方面,本發(fā)明提供一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其包括反應(yīng)池和電解吸附模塊,其特征在于:所述反應(yīng)池的兩端分別設(shè)置有進水口和出水口;電解吸附模塊安裝在反應(yīng)池內(nèi),且位于進水口與出水口之間。

3、所述的電解吸附模塊包括調(diào)節(jié)組件和電解反應(yīng)模塊;所述的調(diào)節(jié)組件包括固定擋水板、滑動擋水板、第一連接件和第二連接件;固定擋水板固定在反應(yīng)池其中一個側(cè)壁的中部;滑動擋水板與固定擋水板構(gòu)成沿流道寬度方向滑動的滑動副;流道寬度方向垂直于由進水口到出水口的方向為水流方向;固定擋水板和滑動擋水板均能夠阻擋水流通過;固定擋水板和滑動擋水板所在位置為阻斷區(qū)域;滑動擋水板與反應(yīng)池的另一個側(cè)壁之間為通流區(qū)域;通過調(diào)節(jié)滑動擋水板的位置,能夠改變通流區(qū)域的寬度,進而在相同水力停留時間下改變反應(yīng)池的流量大小。

4、所述的第一連接件固定在另一個側(cè)壁上;第二連接件固定在滑動擋水板上;第一連接件與第二連接件相互正對;電解反應(yīng)模塊安裝在第一連接件與第二連接件之間。

5、所述的電解反應(yīng)模塊包括多塊電極板、x型伸縮單元和驅(qū)動機構(gòu);多塊電極板沿著流道寬度方向依次排列;各電極板均與反應(yīng)池的底面構(gòu)成沿著流道寬度方向滑動的滑動副;各電極板均滑動連接有滑塊;排列在兩端的電極板與第一連接件、第二連接件分別固定。

6、任意兩塊相鄰電極板之間均設(shè)有x型伸縮單元;所述的x型伸縮單元包括兩根驅(qū)動桿件;兩根驅(qū)動桿件的中部構(gòu)成轉(zhuǎn)動副;兩根驅(qū)動桿件的一端與對應(yīng)的兩塊電極板分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動副;兩根驅(qū)動桿件的另一端對應(yīng)的兩塊電極板上的滑塊分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動副;驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動其中兩塊相鄰的電極板相互靠近或相互遠(yuǎn)離。

7、作為優(yōu)選,所有的電極板均豎直設(shè)置;滑塊滑動連接在電極板的頂部邊緣。

8、作為優(yōu)選,所述的驅(qū)動機構(gòu)包括傳動件、液壓缸和兩根銷軸;驅(qū)動機構(gòu)對應(yīng)兩塊相鄰的電極板;兩根銷軸與驅(qū)動機構(gòu)對應(yīng)兩塊電極板分別固定;傳動件上開設(shè)有第一滑槽;兩根銷軸均滑動連接在第一滑槽中;液壓缸與反應(yīng)池固定;傳動件與液壓缸的輸出推桿固定。

9、作為優(yōu)選,所述的滑塊上固定有兩塊刮板。兩塊刮板分別抵住電極板的兩側(cè)面;從而在電解反應(yīng)模塊寬度調(diào)節(jié)的過程中,刮板自動對電極板的兩側(cè)面進行清潔。

10、作為優(yōu)選,每個x型伸縮單元均對應(yīng)一根曝氣管。同一x型伸縮單元中的兩根驅(qū)動桿件的中部通過中空銷軸鉸接。中空銷軸的底端開口與曝氣管頂端的進氣口固定。各中空銷軸頂端的進氣口均與氣源連接。各曝氣管能夠隨著電解反應(yīng)模塊的寬度調(diào)節(jié),相互靠近或遠(yuǎn)離。

11、作為優(yōu)選,各電極板分為依次交替排列的多塊陽極板和多塊陰極板;陽極板均與電源的正極接口連接;陰極板均與電源的負(fù)極接口連接。

12、作為優(yōu)選,所述反應(yīng)池的進水口設(shè)置有水質(zhì)檢測裝置。

13、作為優(yōu)選,所述的電解反應(yīng)模塊還包括支撐梁架,以及與x型伸縮單元一一對應(yīng)的多個攪拌模塊;同一x型伸縮單元中的兩根驅(qū)動桿件的中部通過銷軸鉸接。所述的支撐梁架的兩端與反應(yīng)池頂部的兩側(cè)分別構(gòu)成沿水流方向滑動的滑動副;所述的攪拌模塊包括滑動電機座、攪拌棒、轉(zhuǎn)動軸和攪拌驅(qū)動電機;所述的滑動電機座滑動連接在支撐梁架上;滑動電機座固定在滑動電機座上,且輸出軸與銷軸的頂端固定。銷軸的底端與豎直設(shè)置的攪拌棒的頂端固定。各攪拌模塊能夠隨著電解反應(yīng)模塊的寬度調(diào)節(jié),相互靠近或遠(yuǎn)離。

14、第二方面,本發(fā)明提供一種含鉻廢水處理方法,其采用前述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置;該含鉻廢水處理方法過程如下:向電解反應(yīng)模塊中的電極板通電;電極板上固定有鐵板;含有六價鉻離子的廢水從進水口輸入反應(yīng)池中;廢水經(jīng)過電解反應(yīng)模塊時發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生含鉻沉淀。

15、持續(xù)檢測輸入的廢水中的鉻離子濃度,并根據(jù)鉻離子濃度動態(tài)調(diào)節(jié)電解吸附模塊中相鄰電極板的間距以及反應(yīng)池的廢水輸入流量。鉻離子濃度越大,電解吸附模塊中的電極板的間距越小,反應(yīng)池在電解吸附模塊處的通流區(qū)域?qū)挾仍叫?,反?yīng)池的廢水輸入流量越??;因此,當(dāng)鉻離子濃度提高時處理速度減小,處理效果提高。反之,當(dāng)鉻離子濃度減小時處理速度增大,處理效果降低,以達(dá)到綜合處理效率最大化。

16、作為優(yōu)選,所述反應(yīng)池的廢水輸入流量q=v0·h·l;v0為通流區(qū)域的廢水流速;h為出水口與反應(yīng)池底部的高度差;l為反應(yīng)池在電解吸附模塊處的通流區(qū)域?qū)挾?;通流區(qū)域的廢水流速v0在整個處理過程中保持不變。

17、本發(fā)明具有的有益效果是:

18、1、?本發(fā)明通過在兩塊電極板上設(shè)置x型伸縮單元,在兩塊電極板運動的過程中,通過兩根驅(qū)動桿件的帶動,使得兩塊電極板之間的距離減小,增加了兩塊電極板之間的電場強度,增加了電極板對污水中重金屬離子的吸附性。從而使得本發(fā)明能夠根據(jù)輸入廢水的濃度,動態(tài)調(diào)節(jié)極板密度,從而在保證處理效果的情況下,將處理效率最大化。

19、2、?本發(fā)明通過x型伸縮單元控制兩塊電極板之間的距離,從而控制從電極板之間流經(jīng)的污水流量,使得污水中的重金屬離子能被充分反應(yīng)。

20、3、?本發(fā)明通過設(shè)置曝氣管,曝氣管輸出的氣體在推動污水中反應(yīng)產(chǎn)生的絮狀沉淀上浮的同時,避免絮狀沉淀影響電極板上的反應(yīng)。且曝氣管在輸出氣體的過程中對污水進行攪拌的作用,使得污水中的重金屬離子反應(yīng)更加充分。



技術(shù)特征:

1.一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,包括反應(yīng)池(1)和電解吸附模塊,其特征在于:所述反應(yīng)池(1)的兩端分別設(shè)置有進水口(2)和出水口(3);電解吸附模塊安裝在反應(yīng)池(1)內(nèi),且位于進水口(2)與出水口(3)之間;

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:所有的電極板均豎直設(shè)置;滑塊滑動連接在電極板的頂部邊緣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:所述的驅(qū)動機構(gòu)包括傳動件(17)、液壓缸(18)和兩根銷軸;驅(qū)動機構(gòu)對應(yīng)兩塊相鄰的電極板;兩根銷軸與驅(qū)動機構(gòu)對應(yīng)兩塊電極板分別固定;傳動件(17)上開設(shè)有第一滑槽;兩根銷軸均滑動連接在第一滑槽中;液壓缸(18)與反應(yīng)池(1)固定;傳動件(17)與液壓缸(18)的輸出推桿固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:所述的滑塊上固定有兩塊刮板(11);兩塊刮板(11)分別抵住電極板的兩側(cè)面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:每個x型伸縮單元(10)均對應(yīng)一根曝氣管(12);同一x型伸縮單元(10)中的兩根驅(qū)動桿件的中部通過中空銷軸鉸接;中空銷軸的底端開口與曝氣管(12)頂端的進氣口固定;各中空銷軸頂端的進氣口均與氣源連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:各電極板分為依次交替排列的多塊陽極板(8)和多塊陰極板(9);陽極板(8)均與電源的正極接口連接;陰極板(9)均與電源的負(fù)極接口連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:所述反應(yīng)池(1)的進水口(2)設(shè)置有水質(zhì)檢測裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置,其特征在于:所述的電解反應(yīng)模塊還包括支撐梁架(13),以及與x型伸縮單元(10)一一對應(yīng)的多個攪拌模塊;同一x型伸縮單元(10)中的兩根驅(qū)動桿件的中部通過銷軸鉸接;所述的支撐梁架(13)的兩端與反應(yīng)池(1)頂部的兩側(cè)分別構(gòu)成沿水流方向滑動的滑動副;所述的攪拌模塊包括滑動電機座、攪拌棒(14)、轉(zhuǎn)動軸和攪拌驅(qū)動電機(15);所述的滑動電機座滑動連接在支撐梁架(13)上;滑動電機座固定在滑動電機座上,且輸出軸與銷軸的頂端固定;銷軸的底端與豎直設(shè)置的攪拌棒(14)的頂端固定。

9.一種含鉻廢水處理方法,其特征在于:采用如權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置;該含鉻廢水處理方法過程如下:向電解反應(yīng)模塊中的電極板通電;含有六價鉻離子的廢水從進水口(2)輸入反應(yīng)池(1)中;廢水經(jīng)過電解反應(yīng)模塊時發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生含鉻沉淀;

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種含鉻廢水處理方法,其特征在于:所述反應(yīng)池(1)的廢水輸入流量q=v0·h·l;v0為通流區(qū)域的廢水流速;h為出水口(3)與反應(yīng)池(1)底部的高度差;l為反應(yīng)池(1)在電解吸附模塊處的通流區(qū)域?qū)挾?;通流區(qū)域的廢水流速v0在整個處理過程中保持不變。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種動態(tài)極板密度電化學(xué)水處理裝置及含鉻廢水處理方法;該裝置包括反應(yīng)池和電解吸附模塊,其特征在于:所述反應(yīng)池的兩端分別設(shè)置有進水口和出水口;電解吸附模塊安裝在反應(yīng)池內(nèi),且位于進水口與出水口之間;電解吸附模塊包括調(diào)節(jié)組件和電解反應(yīng)模塊;所述的調(diào)節(jié)組件包括固定擋水板、滑動擋水板、第一連接件和第二連接件;固定擋水板固定在反應(yīng)池其中一個側(cè)壁的中部;滑動擋水板與固定擋水板構(gòu)成沿流道寬度方向滑動的滑動副;電解反應(yīng)模塊包括多塊電極板、X型伸縮單元和驅(qū)動機構(gòu);任意兩塊相鄰電極板之間均設(shè)有X型伸縮單元;本發(fā)明能夠根據(jù)輸入廢水的濃度,動態(tài)調(diào)節(jié)極板密度,從而在保證處理效果的情況下,將處理效率最大化。

技術(shù)研發(fā)人員:江霞,蔡柔,李偉東,楊華云,劉奇,馬建鋒
受保護的技術(shù)使用者:杭州師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/6
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