[發(fā)明專利]復合陰極以及采用這種陰極的電化學多級水處理設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310437553.9
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103466758A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊作紅
• 申請（專利權(quán)）人: 楊作紅
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學工業(yè)循環(huán)冷卻水處理、污水處理領(lǐng)域，具體為一種復合陰極以及采用這種陰極的電化學多級水處理設(shè)備。

背景技術(shù)

目前用于工業(yè)循環(huán)冷卻水處理、污水處理的電化學方法一般是通過陰陽兩電極對工業(yè)循環(huán)冷卻水、污水進行電解處理，在外加電流作用下：方法1、犧牲陽極法：如電解法使陽極（陽極采用Fe、Al）在電解時產(chǎn)生大量的陽離子（如Fe離子、Al離子等），與氫氧根離子結(jié)合生成的Fe（OH）₂具有絮凝、吸附和沉淀的作用，能夠?qū)Ρ惶幚硭械谋姸嚯s物進行絮凝、吸附、沉淀去除。方法2、電化學陰極保護法：陽極采用貴金屬涂層，阻止陽極犧牲，通過電解產(chǎn)生的化學反應，使被處理的水中需要去除的物質(zhì)在專用陰極吸附、結(jié)垢析出（比如碳酸鹽、重金屬），通過刮垢使其從陰極脫落，再通過反沖洗方法把需要去除的物質(zhì)排出運行系統(tǒng)。目前工業(yè)用水、廢水中還包含有多種成分的重金屬元素，對于重金屬元素的去除，電化學方法一般采用鈦或者碳鋼作為陰極，對重金屬元素進行吸附去除，但由于污水中重金屬元素種類較多，采用鈦作為陰極去除重金屬的去除效果并不顯著，去除不夠徹底，滿足不了當前對環(huán)境保護的要求。因此需要一種去除重金屬種類多、去除效果顯著的陰極材料。

目前常用的電化學法去除含重金屬水中的重金屬離子的處理設(shè)備，由于電極與被處理水接觸面積較小、陰極材料存在缺陷，水中的有毒有害物質(zhì)去除效果不明顯，不能達到回用或者排放的標準，因此需要一種去除能力強的綜合去除多種重金屬的水處理設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前電化學方法去除工業(yè)用水、污水中的重金屬離子不夠徹底的技術(shù)問題，提供一種復合陰極以及采用這種陰極的電化學多級水處理設(shè)備。

本發(fā)明所述復合陰極是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種復合陰極，將鈦、銅、銀三種金屬熔化后，再加入鐵、鋅、鋁、鎘、鉛、鉻、鎳、錳中的任意一種或兩種或三種或四種或五種或六種或七種以及八種熔化均勻，成型，得到復合陰極；以質(zhì)量分數(shù)計算，鈦60-100份，銅50-70份，銀20-30份，鐵80-120份，鋅55-90份，鋁70-80份，鎘100-120份，鉛100-150份，鉻40-50份，鎳45-65份，錳35-45份。

金屬鈦目前已應用于水處理中對于重金屬的去除，鈦對鈦族元素有較強的吸附能力，但是對于鈦族以外的鎘、鉛、鉻、鎳、銅等金屬元素，其吸附能力不明顯。本發(fā)明在熔化后的銅、銀、鈦中加入一定質(zhì)量比的鋅、鋁、鉻、鎘、鉛、鎳、錳中的任意一種或兩種或三種或四種或五種或六種或七種以及八種，制成陰極，該陰極可以將被處理水中的上述重金屬元素的陽離子和被處理水中的碳酸鹽一起吸附在其表面，對各種重金屬元素起到良好的去除效果，金屬鈦還可以對吸附作用起到較好的誘導作用，促進重金屬元素在陰極的吸附、附著；銅、銀和鈦的按照所屬比例混合并熔化后有利于其它重金屬元素的熔合成型；所述重金屬元素的組分比則能夠促進其與銅、銀和鈦的熔合成型。一般在電解作用時某族金屬元素對本族金屬或者相鄰的族的金屬元素有較好的吸附效果，因此本發(fā)明所加入的各種元素還能吸附與其同族或相鄰族的重金屬元素。大量的實驗表明本發(fā)明所述的銅、銀和鈦以及鋅、鋁、鉻、鎘、鉛、鎳、錳之間的質(zhì)量比在處理含重金屬離子的污水時能夠達到最佳的吸附效果，污水的處理效果符合國家相關(guān)標準。

本發(fā)明所述的電化學多級水處理設(shè)備是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種電化學多級水處理設(shè)備，包括呈筒狀且上端口設(shè)有上端蓋的缸體；缸體上端蓋上開有進水口；缸體的底部設(shè)有排污口，排污口連接有排污管路，排污管路上設(shè)有排污閥門；缸體的上端蓋上開有出水口；所述缸體內(nèi)部設(shè)有多個直徑不等的筒狀網(wǎng)型陽極；缸體內(nèi)部還設(shè)有一個筒狀陰極或多個直徑不等的筒狀陰極；所述筒狀網(wǎng)型陽極與筒狀陰極的上下端均開口，所述筒狀網(wǎng)型陽極與筒狀陰極相互交替嵌套排列；筒狀網(wǎng)型陽極與筒狀陰極的下端部與缸體內(nèi)底面有間隔；位于最內(nèi)側(cè)的為筒狀網(wǎng)型陽極，位于最外側(cè)與缸體內(nèi)壁相鄰的也為筒狀網(wǎng)型陽極；所述筒狀網(wǎng)型陽極與筒狀陰極的上端部與缸體的上端蓋的下端面相固定連接；筒狀網(wǎng)型陽極與上端蓋之間絕緣連接；所述每個筒狀網(wǎng)型陽極的上端均通過多個絕緣接線端穿過開在上端蓋上的孔伸出缸體；所述筒狀陰極包括呈筒狀的碳鋼陰極以及覆蓋在碳鋼陰極表面的復合陰極；所述缸體內(nèi)壁上也覆蓋有一層復合陰極。