[發明專利]一種電化學水處理裝置

有效

• 申請號: 201710583049.8
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107244718B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 韓志寬
• 申請（專利權）人: 北京大成金漫環境科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種電化學水處理裝置，主體結構為豎直方向串接的兩組以上柱狀陽極?陰極組，所述柱狀陽極?陰極組分為R型電極組和FR型電極組，相應的，所述電化學水處理裝置分為R型反應器、FR型反應器和FR?R型反應器；本發明通過將陰極和陽極間的電場作用于污水中，在電極上發生氧化還原反應，實現電絮凝、電解和電氣浮功能；解決了傳統技術的電極鈍化、電極極板間距變化不恒定和濃差極化等引起的處理效果持續下降的問題，為工業化應用提供了創新性思路和實現手段。

技術領域

本發明屬于電化學水處理技術領域，特別涉及一種電化學水處理裝置。

背景技術

廢水處理中常用的電化學方法有電絮凝法和電氣浮法。電絮凝也稱為電凝聚，是在外加電場作用下，選用鋁制或鐵質等可溶性陽極，在電解過程中生成一些金屬氫氧化物等對污染物進行凝聚沉淀。此外，電絮凝還會發生陽極氧化陰極還原以及氣浮作用。電氣浮工藝是一種運用電化學方法去除固態顆粒、油污的廢水處理單元操作方法。其上浮原理是通過電解水產生氫氣、氧氣和氯氣(有氯離子時)攜帶廢水中的膠體顆粒、油污共同上浮，達到分離凈化的目的。

電絮凝存在高能耗、高成本、電極表面易鈍化、易發生濃差極化和電化學極化等問題，電極表面鈍化降低了廢水的處理效率以及電能的利用率。電極鈍化主要由陽極溶出產生的金屬離子氧化成膜并附著于陽極引起。電解極化則包括濃差極化、電化學極化和金屬陽極表面極化。傳統電絮凝反應器通常是間歇的平板式反應器，這給每次反應后電解槽以及電極板的清洗帶來了很大不便，同時由于電解過程中所涉及到的傳質過程要求電解液中的離子運動速度比較快，以防止出現濃差極化以及電化學極化等不利現象，因此可將優化電絮凝過程的反應器結構作為提高廢水處理效率的方法之一。

目前電絮凝法技術廣泛推廣應用需要解決高能耗、高成本、極板間距不恒定和極板鈍化等問題，主要的研究發展方向和趨勢有以下幾個方面：

(1)從供電方式上解決極板鈍化和提高電流效率是當前的研究方向之一。交流的極性經常變化、脈沖式、高電壓小電流、間歇式等供電方式可以較有效解決電極的鈍化問題。脈沖信號使反應時斷時續，有利于擴散，降低濃度兩端差異。交流信號在兩極可溶的情況下，兩極均產生陽離子，釋放更多的金屬離子與膠體相互作用。溶液若添加活性陰離子也可有效減少電極鈍化，提高介質流速與機械去膜，電化學清洗法溶解鈍化膜，提高凝聚反應系統的溫度，將電極反極消除氧化膜都會緩解電極鈍化。

(2)研究新型電極材料，用新型電極材料具有耐腐燭、不易鈍化、導電性能好、壽命長，不需更換等優點來彌補現有可溶性陽極的缺點。三維電極的表面體積比大，促進電解池的電子傳遞和傳值的效率，離子間距小，傳質效率高。

(3)電解槽構型的改進，增加其流體傳質，使液體充分湍動。提高傳質效率，將電解槽的陰陽極產生相當于導流桶的作用，在較低速時即可使槽內液體充分湍動，減少極化。

(4)電絮凝法與其他方法的結合技術是目前的研究熱點，如與離子交換-電解、吸附-電解、絡合超濾-電解、共沉淀-電解法的聯合使用。

現有技術主要有如下三種：

(1)傳統平行板電化學水處理技術：陽極和陰極矩形板豎直平行安裝在電解槽內，多個陰極和陽極間隔開布置。該種技術主要存在以下四個主要問題，影響了該種技術的穩定運行和市場推廣：

①極板間沒有污物清理裝置，宜堵塞；

②靜態電解易產生極板鈍化、濃差極化和電化學極化，電解效率逐步降低；

③如果采用溶解性陽極，陰極和陽極之間極板間距隨著陽極的溶出而變大，產生極板鈍化，處理效果隨之下降；

④電解槽結構不利于極板更換和清洗。

(2)轉盤電絮凝水處理裝置