一種用于水處理的準(zhǔn)零極距電解槽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于水處理的電化學(xué)處理設(shè)備，特別 是涉及一種用于水處理的準(zhǔn)零極距電解槽。
【背景技術(shù)】
[0002] 水污染問題目前受到人們的廣泛關(guān)注。工業(yè)廢水、垃圾滲濾液、生活污水等具有毒 性大、有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜和處理難度大的特點(diǎn)。目前廣泛使用的水處理技術(shù)處理這些 廢水、污水時(shí)其出水難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，或者需要很高的處理成本。
[0003] 電催化高級氧化技術(shù)使用具有高析氧超電勢的陽極，在電解時(shí)有機(jī)污染物在陽極 表面被氧化改性或直接礦化。廢水經(jīng)電催化高級氧化技術(shù)處理后，既可以和其它技術(shù)聯(lián)用， 又可以單獨(dú)使用。
[0004] 目前，使用該技術(shù)的電解槽，普遍存在能耗高、處理量小的問題。
[0005] 降低能耗的途徑之一是添加無機(jī)鹽，提高水的電導(dǎo)率，進(jìn)而降低槽壓，達(dá)到降低能 耗的目的，但是添加的無機(jī)鹽增加了藥劑成本，并提高了廢水的鹽度，對后續(xù)處理，特別是 生化處理造成嚴(yán)重影響。降低能耗的另一條途徑是減小極距，但極距的減小使極板的使用 量增多，增加了設(shè)備的投資成本。
[0006] 提高處理量的方法是增加電解槽數(shù)量或者提高單槽處理能力。前者使投資成本大 幅增加，不利于實(shí)際使用；后者可通過適當(dāng)?shù)碾娊獠墼O(shè)計(jì)在不增加投資成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。 提高單槽處理能力，一方面可以增加極板數(shù)量，另一方面可以提高運(yùn)行電流密度。增加極板 數(shù)量，同樣面臨投資成本增加的問題，而提高電流密度又面臨槽壓過高，能耗增大的問題。
[0007] 因此，電催化高級氧化電解槽降低能耗、增加處理量的關(guān)鍵是降低槽壓、提高電流 密度。
[0008] 電解槽的槽壓與電解槽內(nèi)溶液電阻以及工作電流密度成正比。當(dāng)工作電流密度一 定時(shí)，電解槽電壓正比于溶液的電阻，特別是低鹽度的廢水，其電導(dǎo)率非常低，電解液的電 阻與陰/陽兩電極間距呈正比，所以減小極間距是降低溶液電阻、降低槽壓的有效措施。
[0009] 中國專利 CN 104176797 A、CN 103046067 A、CN 103103560 A、CN 202492585 U、 CN 202246892 U、CN 1083871 A等，用厚度不足Imm的離子交換膜將陰、陽極分隔，并把三 者壓緊，制成"零極距"電解槽，可以將極距減小至膜的厚度，目前已普遍使用于氯堿工業(yè)。 但是，在水處理方面，上述"零極距"電解槽還無法適用，因?yàn)殡x子膜在污水中會(huì)被雜質(zhì)離子 和有機(jī)物堵塞，離子交換能力下降，運(yùn)行時(shí)實(shí)際槽壓升高，無法降低能耗。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種運(yùn)行能耗 低、處理量大的用于水處理的準(zhǔn)零極距電解槽。
[0011] 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0012] 一種用于水處理的準(zhǔn)零極距電解槽，該電解槽由一個(gè)以上的電解槽單元組成，每 個(gè)電解槽單元主要由電解槽槽體和嵌插在槽體內(nèi)的兩個(gè)以上的電極組件構(gòu)成；
[0013] 所述電解槽槽體由側(cè)板、底板和端板構(gòu)成，在側(cè)板外壁的上部與收集槽固定，在側(cè) 板的內(nèi)壁上有條形板，在側(cè)板內(nèi)壁上還有支撐條位于條形板下方，條形板之間的溝槽與支 撐條共同固定插入的電極組件；所述側(cè)板在條形板之上的位置還有溢流孔與收集槽連通； 在兩側(cè)板于支撐條之下位置還有進(jìn)水管穿過，所述進(jìn)水管上有均勻分布的進(jìn)水孔；所述收 集槽底部有出水管，所述電解槽底板上設(shè)置有排污管；
[0014] 所述電極組件由多孔陰極、隔膜框、隔膜和多孔陽極構(gòu)成，所述隔膜框內(nèi)框大小與 隔膜尺寸相同，所述隔膜為電絕緣、透水多孔纖維膜。
[0015] 所述電解槽側(cè)板上端設(shè)有溢流孔，下端設(shè)有進(jìn)水管，電解槽側(cè)板上進(jìn)水管位于支 撐條下方。
[0016] 所述電解槽側(cè)板外側(cè)設(shè)有收集槽，收集槽底部設(shè)有出水管，收集槽上端與電解槽 側(cè)板上端平齊，收集槽底部位于電解槽側(cè)板溢流孔的下方。
[0017] 所述條形板位于電解槽側(cè)板內(nèi)側(cè)，并同電解槽側(cè)板固定在一起。兩相鄰條形板間 形成溝槽，該溝槽即為電極組件插入溝槽，條形板下端為支撐條，支撐條同電解槽側(cè)板固定 在一起。條形板的數(shù)目依每個(gè)電解槽單元內(nèi)的電極組件數(shù)量而定。如插入兩個(gè)電極組件， 需要二塊條形板。
[0018] 所述電解槽側(cè)板下部的進(jìn)水管，在電解槽內(nèi)連通在一起，其位于電解槽內(nèi)的管段 上均勻分布有進(jìn)水孔。
[0019] 所述收集槽、電解槽側(cè)板、條形板、支撐條、底板和端板材料可選用聚氯乙烯、聚乙 烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、ABS或尼龍材料，優(yōu)選聚丙烯材料。
[0020] 所述電極組件由多孔陰極、隔膜框、隔膜和多孔陽極構(gòu)成。
[0021] 所述多孔陰極為多孔金屬板，優(yōu)選金屬拉伸網(wǎng)，孔尺寸2 X 2mm~10 X 20mm，優(yōu)選 5X 12_，多孔陰極材料可選用Fe、Co、Ni、Cu、Pb及其合金或不銹鋼材料，優(yōu)選不銹鋼材料。 在所述多孔陰極上端設(shè)置有陰極接線端子。
[0022] 所述隔膜框?yàn)榉娇蛐谓Y(jié)構(gòu)，由不透水的絕緣材料制成，材料可選用聚氯乙烯、聚乙 烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、ABS或尼龍材料，優(yōu)選聚丙烯材料。
[0023] 所述隔膜為電絕緣、透水多孔纖維膜，隔膜材料可選用PP、PE、玻璃纖維或微孔親 水PTFE膜，優(yōu)選PP ;隔膜厚度0· 5-3mm，優(yōu)選l-2mm ;孔徑1-500 μ m，優(yōu)選50 μ m ;其形狀大 小與結(jié)緣隔板內(nèi)框形狀大小相同。
[0024] 所述多孔陽極為多孔鈦板，優(yōu)選鈦拉伸網(wǎng)，孔尺寸2X2mm~10X20mm，優(yōu)選 5X12mm。多孔鈦板表面涂覆有金屬氧化物催化劑層，金屬氧化物催化劑可選用Pb0 2、Sn02、 Sb203、Ru02、11〇2或多元涂層金屬氧化物，優(yōu)選PbO 2。在上述網(wǎng)狀陽極上端設(shè)置有陽極接線 端子。
[0025] 依序?qū)⑸鲜龆嗫钻帢O、隔膜框、隔膜和多孔陽極復(fù)壓在一起，隔膜置于隔膜框內(nèi)框 中，即組成一個(gè)電極組件。電極組件嵌插在前述電解槽條形板間的溝槽內(nèi)。
[0026] 上述單元電解槽內(nèi)的電極組件電路采取并聯(lián)方式連接，即將各電極組件的陰極接 線端子和陽極接線端子分別并聯(lián)在一起，在多單元電解槽組合時(shí)，其電路采用串聯(lián)方式。
[0027] 本實(shí)用新型可達(dá)到如下有益效果：
[0028] 本實(shí)用新型電解槽，由于電極極距可以降低到多孔膜的厚度，使得極距可小于 1_，同時(shí)多孔膜在吸水后，電阻非常低，使槽壓大幅減小，能耗急劇降低。同時(shí)，該電解槽可 以在相等槽壓，即相同能耗下，提高電流密度，提高處理量。此外，該電解槽在相同處理量的 情況下，可大幅度降低設(shè)備投資，減少裝置占地面積。
【附圖說明】
[0029] 圖1 :準(zhǔn)零極距電解槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖1中1-端板、2-排污管、3-底板、4-條形板、5-側(cè)板、6-出水管、7-支撐條、8-收 集槽、9-溢流孔、10-進(jìn)水孔、11-進(jìn)水管、12-電極組件
[0031] 圖2 :電極組件示意圖。
[0032] 圖2中121-多孔陰極、122-陰極接線端子、123-隔膜框、124-隔膜、125-多孔陽 極、126-陽極接線端子
[0033] 圖3實(shí)施例2中電解前后甲硝唑廢水的紫外-可見吸收光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型的一種用于水處理的準(zhǔn)零極距電解 槽作進(jìn)一步的說明。
[0035] 如圖1所示，一種用于水處理的準(zhǔn)零極距電解槽，該電解槽由一個(gè)以上的電解槽 單元組成，每個(gè)電解槽單元主要由電解槽槽體和嵌插在槽體內(nèi)的兩個(gè)以上的電極組件構(gòu) 成；
[0036] 所述電解槽槽體由側(cè)板5、底板3和端板1構(gòu)成，側(cè)板5外壁的上部與收集槽8固 定，在側(cè)板5的內(nèi)壁上有條形板4,在側(cè)板內(nèi)壁上還有支撐條7位于條形板4下方，條形板4 之間的溝槽與支撐條7共同固定插入的電極組件12 ;所