一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于工業(yè)廢水處理設備領域。
【背景技術】
[0002]廢水處理技術多種多樣，包括化學沉淀法、氧化還原處理(包括化學還原法和電解法等)、生物處理技術和離子交換法等。
[0003]其中所述電解法中包括電化學氧化法，其指的是采用電極材料產生的強氧化性物質去氧化廢水中的有機物，進而對其進行礦化或無害化處理的技術。電化學氧化法的作用機理主要是通過電極材料的作用產生超氧自由基(.02)、H2O2、輕基自由基(.0H)等活性基團來氧化水體中的有機物。該方法只發(fā)生在水中，且不需另加催化劑，避免了二次污染。由于其可控制性強，無選擇性，條件溫和等優(yōu)點，所以對于難生化降解的有機物有比較好的處理效果。但是，電氧化反應器在實際應用中常常遭遇兩個問題:一個是極板鈍化問題，廢水中的膠體物質或有機粘稠物質容易作為淤泥沉積在陰極和陽極上，糊住了陰極和陽極，如果不定期清理，會嚴重影響陰陽極與廢水的接觸，降低電極效率。另一個是濃差極化的問題，即，電極板產生的超氧自由基(.02)、H2O2、羥基自由基(.0Η)等活性基團，通常只能在距離電極板表面數(shù)毫米范圍內起作用，而此距離范圍之外廢水主體中含有的有機物其實是無法接觸到這些活性基團的，因此也難以被氧化，除非它們通過擴散作用迀移到電極板附近數(shù)毫米范圍之內。極板鈍化問題和濃差極化問題都導致電氧化效率下降。
[0004]針對極板鈍化問題，現(xiàn)有技術中大多采用通常采用機械法和超聲法對淤積在電極板表面的污垢進行清理，但這樣的清理很費時費力，且要么對電極表面造成傷害，要么需要安裝額外的超聲設備，增加成本。針對濃差極化問題，現(xiàn)有技術中多采用縮短電極板之間距離的方法，但這種方法會導致有限的電氧化裝置內的空間被大量的電極板所占據(jù)，導致廢水流通量下降。還有人采用從電氧化裝置底部通入空氣進行曝氣的方法，試圖來解決極板鈍化和濃差極化問題，但實踐表明，通入的空氣仍然主要在廢水主體中鼓泡，并不能控制它們著重作用到電極板表面上，因此改進效果有限。
[0005]因此，廢水處理領域迫切需要解決電氧化反應器中的極板鈍化問題和濃差極化問題，以提高電氧化的效率。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置，其可有效地解決極板鈍化問題和濃差極化問題。
[0007]本實用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置，包括槽體(I)、位于所述槽體
(I)內部的彼此并排布置的多對中空電極板(2)，每對中空電極板⑵彼此隔開一定距離且分別連接電源的正極和負極，每個中空電極板(2)上端具有與其內部空腔連通的開口(3)，每個中空電極板(2)的每個側壁上均具有若干個壁孔(4)。
[0008]在本實用新型的具體實施方案中，所述開口(3)與外部流體源連通，用于將外部流體經由所述中空電極板內部的空腔和所述壁孔引入到所述中空電極板外部的廢水主體中。其中所述外部流體源可以是空氣、氧氣、二氧化碳、煙道氣等氣體，也可以是與待處理的廢水相同或不同的第二種廢水。
[0009]在本實用新型的具體實施方案中，所述壁孔(4)為水平孔或傾斜孔。其中傾斜孔可以是向上傾斜或向下傾斜的孔，優(yōu)選向下傾斜的孔。
[0010]在本實用新型的具體實施方案中，所述壁孔4的直徑可以由技術人員根據(jù)需要進行調整，例如可以為0.05mm-0.5mm，優(yōu)選地為0.05mm-0.2mm，更優(yōu)選地為0.1mm。
[0011]在本實用新型的優(yōu)選實施方案中，相鄰中空電極板的側壁上的壁孔(4)彼此相錯布置。這種相錯布置可以是水平位置相錯、豎直位置相錯，或二者兼有。
[0012]在本實用新型的具體實施方案中，所述中空電極板(2)為惰性電極或可溶性電極。其中所述惰性電極選自石墨電極、鈦電極或不銹鋼電極；所述可溶性電極選自鐵電極、鋁電極或鐵鋁合金電極。當其為惰性電極時，則本實用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置僅作為電氧化反應器來使用；當其為可溶性電極時，例如鐵電極、鋁電極或鐵鋁合金電極。則本實用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置既能作為電氧化反應器來使用，又能作為電絮凝反應器來使用，因為與電源正極連接的那些可溶性電極能夠在直流電壓作用下溶解出Fe2+和/或Al 3+，F(xiàn)e2+又很容易被氧化成Fe 3+，它們均可在廢水中發(fā)生水解產生膠體物質甚至絮凝物并將廢水中的懸浮雜質等通過絮凝沉淀作用沉降到反應器底部，實現(xiàn)了廢水的凈化。
[0013]本實用新型的有益效果如下:由于采用了中空電極板，外部流體可以依次經由所述開口、所述中空電極板的內部空腔和所述壁孔進入到待處理的廢水中。當外部流體為高壓流體時，由于彼此相對的兩塊中空電極板的相對的兩側面上的壁孔相錯設置，因此從壁孔中高速噴出的流體沖刷對側的電極板，清除對側電極板表面上的污泥等粘附物，防止極板鈍化以及由于極板鈍化造成的電流效率下降；這種高速射流作用還對相鄰電極板之間的廢水起到攪拌作用，促進廢水主體與電極板壁表面的廢水的交換，由此減緩濃差極化問題。當外部流體為低壓流體時，從壁孔4中逸出的流體可能不足以射流到對側電極板上，但逸出的流體沿自身電極板壁的上浮可以沖刷該電極板自身的污泥，通過這種自體沖刷的方式防止極板鈍化。無論是高壓流體還是低壓流體，因有一定的壓力存在，均可以防止待處理的廢水從所述壁孔進入所述中空電極板的內部空腔內，避免污染物在中空電極板內部空腔中的沉積。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置中的中空電極板的結構示意圖。
[0015]圖2是圖1中所示的中空多孔極板沿M-M線剖開后并沿箭頭所示方向看去的視圖。
[0016]圖3是圖1中所示的中空多孔極板沿N-N線剖開后并沿箭頭所示方向看去的視圖。
[0017]圖4是圖1中所示的中空多孔極板沿K-K線剖開后并沿箭頭所示方向看去的視圖，其中分別示出了水平壁孔和傾斜壁孔兩種各自獨立的壁孔布置方式。
[0018]圖5為本實用新型的采用中空電極板的廢水電氧化裝置的示意圖，其中示意性地示出了 8個中空多孔極板并排放置，其中相鄰的壁孔之間相錯設置。
[0019]圖中附圖標記含義如下:
[0020]1-槽體；2-中空電極板；3-開口 ；4_壁孔。
【具體實施方式】
[0021]以下結合實施例和附圖對本實用新型做進一步詳細說明，實施例僅限于說明本實用新型，而非對本實用新型的限定。
[0022]實施例1
[0023]采用圖5所示的采用中空電極板的廢水電氧化裝置對廢水進行電氧化處理，極板材質為鈦。待處理的廢水為制藥企業(yè)生物處理后出水，其處理前的指標如下:COD = 326mg/L，pH = 6.69。以I噸每小時的流量流過該廢水電氧化裝置，相鄰中空電極板之間的電壓為5.4V，從中空電極板的開口 3處通入壓縮空氣，該空氣壓力為0.2MPa。實驗發(fā)現(xiàn)，處理后的廢水COD變?yōu)?8mg/L，COD去除率為76%。該廢水電氧化裝置連續(xù)運行3個月后，COD去除率僅略微下降至75%，并觀察到電極板表面幾乎沒有有機物淤積現(xiàn)象。
[0024]對比例I
[0025]將實施例1中的廢水電氧化裝置中的中空電極板替換為普通的實心鈦電極板，并且不向廢水中通入空氣，其余不變，并在與實施例1相同的工藝條件下處理相同的廢水。實驗發(fā)現(xiàn)，處理后的廢水COD變?yōu)?62mg/L，C0D去除率為50.3%。該廢水電氧化裝置連續(xù)運行3個月后，COD去除率下降至41 %，并觀察到電極板表面有明顯的有機物淤積現(xiàn)象。說明極板鈍化嚴重，電極的電效率下降。
[0026]對比例2
[0027]將實施例1中的廢水電氧化裝置中的中空電極板替換為普通的實心鈦電極板，并從該電氧化裝置的底部通入空氣，其余不變，并在與實施例1相同的工藝條件下處理相同的廢水。實驗發(fā)現(xiàn)，處理后的廢水COD變?yōu)?12mg/L，COD去除率為65.6%。該廢水電氧化裝置連續(xù)運行3個月后，COD去除率下降至48%，并觀察到電極板表面有可見的有機物淤積現(xiàn)象。說明極板存在一定的鈍化，電極的電效率下降。
[0028]從上述實驗對比可見，本實用新型的廢水電氧化裝置因采用了中空電極板，有效地消除了極板鈍化現(xiàn)象，并大大緩解了濃差極化現(xiàn)象，因此，電氧化效率得到大大提升。
【主權項】
1.一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置，其特征在于，其包括槽體(I)、位于所述槽體(I)內部的彼此并排布置的多對中空電極板(2)，每對中空電極板(2)彼此隔開一定距離且分別連接電源的正極和負極，每個中空電極板(2)上端具有與其內部空腔連通的開口(3)，每個中空電極板(2)的每個側壁上均具有若干個壁孔(4)。2.根據(jù)權利要求1所述的廢水電氧化裝置，其特征在于，其中所述壁孔(4)為水平孔或傾斜孔。3.根據(jù)權利要求1所述的廢水電氧化裝置，其特征在于，其中相鄰中空電極板的側壁上的壁孔(4)彼此相錯地布置。
【專利摘要】本實用新型涉及一種采用中空電極板的廢水電氧化裝置，其包括槽體(1)、位于所述槽體(1)內部的彼此并排布置的多對中空電極板(2)，每對中空電極板(2)彼此隔開一定距離且分別連接電源的正極和負極，每個中空電極板(2)上端具有與其內部空腔連通的開口(3)，每個中空電極板(2)的每個側壁上均具有若干個壁孔(4)。本實用新型的廢水電氧化裝置可以通過依次經由所述開口(3)、所述內部空腔和所述壁孔(4)向廢水中噴射流體來有效消除極板鈍化并減緩濃差極化現(xiàn)象，使得電氧化效率得到大幅提升。
【IPC分類】C02F1/467
【公開號】CN204675872
【申請?zhí)枴緾N201520344358
【發(fā)明人】冀亞利, 劉艷尼
【申請人】北京華瑞創(chuàng)源環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月25日