高效废水降解装置

专利2025-04-29  22


本发明涉及废水降解,具体涉及一种高效废水降解装置。


背景技术:

1、

2、在众多的有机废水处理方法中,电化学方法被称为“环境友好”有机物降解方法,此工艺拥有不需大量引入和耗费化学药剂、常温常压操作条件、出水水质稳定的优点。电化学方法的原理是通过电极反应,电解液中生成羟基自由基,可将难降解的物质氧化转变为可降解物。但此工艺受电解槽设计技术的限制,导致其用电量高,电解效率低等缺点,目前还没有进行大规模工业化应用。


技术实现思路

1、为解决以上的技术问题,本发明提供了一种高效废水降解装置,该降解槽的结构简单、实用性强,电解效率明显提高,便于工业化应用。

2、其技术方案如下:一种高效废水降解装置,其特征在于:包括槽体和槽盖,所述槽体内设有“s”形的降解流道,该降解流道内安装有电极板,所述电极板至少两块,至少一块为阴极,一块为阳极,所述槽盖中部为中空的长方体箱体,该箱体盖装在所述槽体上方,所述箱体上分布有电极固定孔,底面设置有与所述电极固定孔对应的出水孔,所述电极板上端与所述电极固定孔固定连接,该电极板的下端浸入降解流道中。采用以上结构,电解槽将拥有两个电解流道,分别为槽体s型流道和槽盖—电极板—槽体定向流道,两个流道的创建将整体增加电解效率,有利于降解的进行,电极板作为电极的板材其上端为方形与槽体上的电极固定孔配合,电极板固定于槽盖,电极板和槽盖可整体安装到电解槽,电解液通过出水孔流道电极上,经过电极表面后回到槽体内,电极板的阴阳两极分别与电源正负极相连,形成了电解池,给阴阳两极通电后,废水中阴离子、中性分子、阳离子通过四条途径叠加阳极氧化效果:一是阴离子在电场的作用下,可在阳极失去电子被直接氧化;二是阴离子、中性分子、阳离子可通过槽盖设置的出水孔定向流动到阳极表面,在阳极失去电子被直接氧化,这种定向流动增强了物质的扩散作用,同时反抗了阳极对阳离子污染物的静电排斥作用,从而增强阳极氧化效率;三是中性分子和阴离子,可通过“s”形降解流道流动,到达阳极而被氧化;四是电催化阳极上可生成羟基自由基,羟基自由基在“s”形降解流道中流动,“s”形降解流道极大地延长了其在槽体内的停留时间,槽盖—电极板—槽体定向流道可增加电解液在电解槽内的流动路径,通过阳极间接氧化作用,把难降解的物质转变成可降解物,提高了废水的降解效率,阴极和阳极对应设置,有利于提升电流效率,降低降解费用,同时也便于整体拆卸进行电路检测、电极清洗,如遇电路问题,电极和槽盖可立即进行更换,而不用停止整个生产线,整体结构实现充分电解、循环降解,装置小巧、简单、紧凑,有利于形成工业化应用,其中出水孔的个数l为10-20个,可根据具体工艺要求进行调节。

3、作为优选:所述电极固定孔包括顶面方孔和底面方孔,其中顶面方孔设置在所述箱体的顶面,底面方孔设置在所述箱体的底面,所述底面方孔沿所述箱体宽度方向的两侧均开有一排所述出水孔。采用以上结构,顶面方孔和底面方孔上下贯穿中空长方体箱体,方便了电极板的固定,同时保证了电解液能够在其中流动,通过出水孔流到了电极表面,其中中空长方体箱体中流向电极的定向水流的速度也可以根据具体要求调节。

4、作为优选:在靠近所述箱体的两个短边分别设有手柄,在所述槽盖的边缘处设有槽体进水口,所述槽体进水口靠近所述手柄,所述槽盖底部设有支腿,在所述箱体靠近所述槽体进水口的顶面设置有槽盖进水口。采用以上结构,手柄的设置方便拿取,同时废水可以通过槽盖上的槽体进水口直接进入,电解液可以通过槽盖进水口进入,减少操作麻烦,节省精力。

5、作为优选:在所述槽体的长度方向上的两个内壁上均开设有连接槽,所述连接槽与槽盖的支腿对应连接,使得所述槽盖能够嵌在所述槽体内。采用以上结构,能够使得槽盖和槽体连接紧密,避免在降解槽工作时槽盖与槽体之间发生移动,造成电解液泄露。

6、作为优选:在所述槽体内沿长度方向上交错设置有n块挡板,相邻的挡板一块一端与所述槽体的宽度侧壁抵接,另一块一端与所述槽体相对侧的宽度侧壁抵接,n块所述挡板将所述槽体分隔成m个折流段,m为自然数,m个折流段首尾依次连接形成“s”形的所述降解流道。采用以上结构,折流段首尾依次连接形成“s”形的降解流道能够使废水在槽体中较长时间的停留,提高废水的降解效率。

7、作为优选:所述箱体上设置由顶面方孔,所述顶面方孔的个数为m*m个,该顶面方孔对应设置m*m个底面方孔,其中m为折流段数,m为单个折流段设置方孔个数。采用以上结构,方孔对应设置电极固定孔,其数量和位置保持一致,保证了与电极板连接的稳定性,克服了带正电的有害物质低速流动过程中的静电作用,电解液能够在其中定向的流动,改变了带正电的有害物质难以达到阳极,难以被氧化的情况,提升了有害物质的降解效率。

8、作为优选:所述降解流道内安装电极板共m*m块,m为折流段段数,为自然数,m为每个折流段流道设置的电极数,为偶数,其中m*m/2块为阴极,m*m/2块为阳极,所述阳极和阴极交替设置在所述降解流道内。采用以上结构,电极板的数目与槽盖上的电极固定孔数目一致,保证了连接的稳定性,阴极和阳极对应设置,有利于提升电流效率,降低降解费用。

9、作为优选:所述m为3-8。采用以上结构,流道长度设置合理,槽体结构紧凑,不占空间。

10、作为优选:所述阳极和阴极间的间距为1-1.5cm。采用以上结构,阴极和阳极的极间距设置合理,有利于提升电流效率。

11、作为优选:所述降解流道的首端连接有进水缓冲槽,其尾端开设有出水口,所述进水缓冲槽与上方所述槽盖上设置的槽体进水口对应相通,该进水缓冲槽内设置有水位限制板,所述水位限制板的高度小于所述槽体的槽壁高度,所述槽体进水口连接有离心泵,所述出水口前端的降解流道内安装有出水控制板。采用以上结构,进水缓冲槽能够降低槽体内的水压,防止进水压力过大对槽体内的电极造成损坏,完成降解过程后可以通过尾端的出水口排出,水位限制板既起到了限制槽体内最高水位的作用,防止槽体内水位过高溢流出来,也可以起到防止槽体内水位过低,导致电极被烧坏,且在进口处设置缓冲槽有利于降低槽体内的水压,避免因水压过大直接冲击到电极,降解后的废水可通过出水孔和出水口流出降解流道,具体的高度更换要求可根据电解槽电解液的情况进行更改。

12、与现有技术相比,本发明的有益效果:给阴极和阳极通电后,废水中阴离子、中性分子、阳离子通过四条途径叠加阳极氧化效果:一是阴离子在电场的作用下,可在阳极失去电子被直接氧化;二是阴离子、中性分子、阳离子可通过槽盖设置的出水孔定向流动到阳极表面,在阳极失去电子被直接氧化,这种定向流动增强了物质的扩散作用,同时反抗了阳极对阳离子污染物的静电排斥作用,从而增强阳极氧化效率;三是中性分子和阴离子,可通过“s”形降解流道流动,到达阳极表面;四是电催化阳极上可生成羟基自由基,羟基自由基在“s”形降解流道中流动,极大地延长了其在槽体内的停留时间,通过阳极间接氧化作用,把难降解的物质转变成可降解物,提高了废水的降解效率,阴阳电极板一一对应设置,有利于提升电流效率,整体结构实现循环降解,装置小巧、简单、紧凑,有利于形成工业化应用。


技术特征:

1.一种高效废水降解装置,其特征在于:包括槽体(1)和槽盖(2),所述槽体(1)内设有“s”形的降解流道(3),该降解流道(3)内安装有电极板(9),所述电极板(9)至少两块,至少一块为阴极,一块为阳极,所述槽盖(2)中部为中空的长方体箱体(10),该箱体(10)盖装在所述槽体(1)上方,所述箱体(10)上分布有电极固定孔,底面设置有与所述电极固定孔对应的出水孔(17),所述电极板(9)上端与所述电极固定孔固定连接,该电极板(9)的下端浸入降解流道(3)中。

2.根据权利要求1所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:所述电极固定孔包括顶面方孔(15)和底面方孔(16),其中顶面方孔(15)设置在所述箱体(10)的顶面,底面方孔(16)设置在所述箱体(10)的底面,所述底面方孔(16)沿所述箱体(10)宽度方向的两侧均开有一排所述出水孔(17)。

3.根据权利要求1所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:在靠近所述箱体(10)的两个短边分别设有手柄(14),在所述槽盖(2)的边缘处设有槽体进水口(11),所述槽体进水口(11)靠近所述手柄(14),所述槽盖(2)底部设有支腿(13),在所述箱体(10)靠近所述槽体进水口(11)的顶面设置有槽盖进水口(12)。

4.根据权利要求1所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:在所述槽体(1)的长度方向上的两个内壁上均开设有连接槽(19),所述连接槽(19)与槽盖(2)的支腿(13)对应连接,使得所述槽盖(2)能够嵌在所述槽体(1)内。

5.根据权利要求1或4所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:在所述槽体(1)内沿长度方向上交错设置有n块挡板(7),相邻的挡板(7)一块一端与所述槽体(1)的宽度侧壁抵接,另一块一端与所述槽体(1)相对侧的宽度侧壁抵接,n块所述挡板(7)将所述槽体(1)分隔成m个折流段,m为自然数,m个折流段首尾依次连接形成“s”形的所述降解流道(3)。

6.根据权利要求5所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:所述顶面方孔(15)的个数为m*m个,该顶面方孔(15)对应设置m*m个底面方孔(16),其中m为折流段数,m为单个折流段设置方孔个数。

7.根据权利要求6所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:所述降解流道(3)内安装电极板(9)共m*m块,m为折流段段数,为自然数,m为每个折流段流道设置的电极数,为偶数,其中m*m/2块为阴极,m*m/2块为阳极,所述阳极和阴极交替设置在所述降解流道(3)内。

8.根据权利要求7所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:所述m为3-8。

9.根据权利要求7所述的一种高效废水降解装置,其特征在于:所述阳极和阴极间的间距为1-1.5cm。

10.根据权利要求5所述的一种新型高效废水降水槽,其特征在于:所述降解流道(3)的首端连接有进水缓冲槽(4),其尾端开设有出水口(5),所述进水缓冲槽(4)与所述槽盖(2)上设置的槽体进水口(11)对应且相通,该进水缓冲槽(4)内设置有水位限制板(6),所述水位限制板(6)的高度小于所述槽体(1)的槽壁高度,所述槽体进水口(11)连接有离心泵,所述出水口(5)前端的降解流道(3)内安装有出水控制板(8)。


技术总结
本发明公开了一种高效废水降解装置,包括槽体和槽盖,槽体的“S”形降解流道内设有电极,槽体上安装中空长方体箱体的槽盖,槽盖底面设有电极固定孔,并对应设置有出水孔,电解液由出水孔流动到电极上,通过电极表面后回到槽体,槽盖中电解液定向地从槽盖流动到阳极表面,增大了物质的扩散作用,同时反抗了阳极对阳离子污染物的静电排斥作用,使带正电荷、负电荷的污染物或中性分子均能够在阳极表面被氧化降解。通过阳极氧化作用,把难降解的物质转变成可降解物,有利于提高废水的降解效率。阴阳电极板一一对应设置,槽体电解液“S”降解流道和槽盖电解液定向流动将有利于提升电流效率,整个结构简单、紧凑,有利于形成工业化应用。

技术研发人员:常禹,吴明珠,李应,巫家业,邓冬莉,宋阳,杨义斌,张俞浩,卢立娟,董丽娟,邵培丽,舒炳茸,权雯欣,金雨,张仕俊,王子韩
受保护的技术使用者:重庆工业职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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