[發明專利]具有膜過濾功能的電解裝置

有效

• 申請號: 201210115480.7
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102633324A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 張世文;許雅玲;鄭宣慶
• 申請（專利權）人: 波鷹（廈門）科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/463;C02F1/465;C02F1/469
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種電解裝置，特別是涉及一種具有膜過濾功能的電解裝置。

背景技術

近年來，電化學處理是物化處理技術中發展較為活躍的水處理技術之一，它主要是利用原電池原理或電解原理對廢水進行處理。當前，有各種類型的電解裝置和微電解裝置，已應用于生活廢水和工業廢水等的處理中。但是，現有的電解裝置在運行過程中暴露出一些問題，一是電極消耗大，電極材料污染水體；二是電極的電密度小，過電位高，工作電壓較高，電能應用效率不高，能耗大；三是電解后，固液分離效果不理想，需要進行二次固液分離，工藝流程長。

金屬膜，是一種孔徑分布較均勻，孔徑為0.01～10μm的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力，就能篩出小于孔徑的溶質分子，以分離分子量大于1000道爾頓、粒徑大于10nm的顆粒。過濾膜是最早開發的高分子分離膜之一，在20世紀60年代，膜過濾裝置就實現了工業化。膜過濾的工業應用十分廣泛，已成為新型化工工程、生物工程、食品工業單元操作之一，用于分離、濃縮、純化生物制品、醫藥制品以及食品工業中；還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用膜過濾進行了中草藥的濃縮提純。隨著技術的進步，過濾膜的篩選、分離、濃縮功能也得到不斷地改進和加強，對人類社會的貢獻也越來越大。

近年來，膜處理是物化處理技術中發展較為活躍的水處理技術，當前，有各類型膜過濾裝置已應用于生活飲用水凈化、市政廢水、工業有機廢水、電鍍廢水、油田廢水等的處理中。但是，現有的膜過濾裝置在運行過程中同樣暴露出一些問題：一是只具有篩選功能，污染物無法進一步降解；二是產水率較低，濃縮水產生量大，運行成本較高；三是膜組件容易污染堵塞，清洗頻率高、用藥量大，產生污泥量大、存在對環境造成二次污染；四是產生的淡水水質較差。因此，電解技術和膜過濾分離技術都還有待進一步改進和完善。

中國專利CN102295326A公開一種水電解裝置，包括電解單元、水箱、氣液混合器、氣液分離器、電源，電解單元包括殼體，殼體頂部開設有進水口，其下方設有陽極鈦給電孔板、β-PbO2陽極催化板、固體高分子電解質膜、Pt/C陰極催化板、陰極鈦給電孔板，水箱底部設有咬合接口，頂部活動設有頂蓋，頂蓋上設有臭氧排出管、補水口，水箱上設有臭氧水排出口，氣液混合器包括混合器容器，其上設有臭氧入口、進水口、臭氧水出口，氣液分離器包括分離器容器，其上設有氫氣水入口、氫氣排放管、排水口，電源正極與電解單元陽極相連接，電源負極與電解單元陰極相連接。

發明內容

本發明的目的是針對現有的電解裝置和膜過濾裝置存在功能單一、處理效果不佳、處理效率低等不足，提供一種相鄰兩極工作電壓極低、電流密度大、能耗較小、電效率較高、沒有電極消耗、能有效分離并降解水中污染物，集電解和膜過濾功能為一體的具有膜過濾功能的電解裝置。

本發明設有殼體和電極組，在殼體底部設有進水口和進氣口，進水口通過管道與進水管路連接；進氣口通過管道與曝氣裝置連接；殼體上部、下部分別設有溢流口、排污口，溢流口和排污口通過管道均與外部排污管路連接；

所述電極組設有支架、陰極、陽極和出水口；所述電極組通過支架固定在殼體上，所述陰極為具有過濾分離功能的金屬膜組件，所述陽極為金屬陽極、合金陽極、碳陽極、鈦陽極等中的一種；所述陰極的一端設有用于連接電源的連接板，連接板上設有陽極接線柱和陰極接線柱，陰極的另一端設有過濾集水管和過濾反洗管，過濾集水管與吸水泵連接，過濾反洗管依次與反洗泵、加藥管連接。

所述殼體可設有內層和外層，內層可采用工程塑料內層，外層可采用鋼板外層；所述殼體可為圓形殼體或方形殼體等。

所述金屬膜組件中的金屬膜可選自微濾膜、超濾膜、納濾膜等中的一種。所述金屬膜中的金屬可選自鎳、鎳合金、不銹鋼、鈦等中的一種。

所述鈦陽極表面可覆蓋有納米級貴金屬氧化物涂層，所述貴金屬氧化物涂層具有良好催化特性；所述納米級貴金屬氧化物涂層可采用晶粒為10～35nm的金屬氧化物涂層。

所述陽極可為平板狀陽極、圓弧狀陽極、圓柱體陽極或網狀陽極等。

所述電極組相鄰兩極板間的距離可為1～50mm。

所述陽極與陰極間的工作電壓可為1～18V，電流密度可為1～300mA/cm²。