申请日2009.02.12
公开(公告)日2009.07.15
IPC分类号C02F1/463
摘要
本发明为一种通过电化学絮聚原理来处理废水的装置，其包括有电解反应室，以及与微型芯片的对应引脚连接的电解电极切换电路、电解质补充电路和定时排污电路，电解反应室分为废渣收集区间、废水分布区间和电解反应区间;在废渣收集区间排污口上设有排污电磁阀;在废水分布区间中放置有废水分布管和测定电导感应器;废水分布管与溢流锥管连接，在溢流锥管上设有进废水口、溢流口和电解质补充口;在电解反应区间中放置有多对电极组，电极组的金属电极之间的电流流向由电解电极切换电路定时切换;在电解反应区间上方设有出水收集器。它具有技术含量高，设备紧凑，使用方便和安全，污水处理效果好、运行成本低的特点，废水经处理后符合环保的排放要求。
权利要求书
1、一种低电压电化学絮聚废水处理装置，其特征在于包括有电解反应 室(1)，以及与微型芯片(3)的对应引脚连接的电解电极切换电路(30)、 电解质补充电路(40)和定时排污电路(50)，所述电解反应室(1)由下 往上依次分为废渣收集区间(11)、废水分布区间(12)和电解反应区间(13); 其中
在所述的废渣收集区间(11)最底端的排污口(111)上设有排污电磁 阀(2)，所述的排污电磁阀(2)由定时排污电路(50)控制;
在所述废水分布区间(12)中放置有若干个水平间隔分布的废水分布 管(4)，在所述废水分布区间(12)中设有用来监控废水的电导的测定电 导感应器(S1);所述废水分布管(4)与用来实现废水在废水分布区间纵 向流速相同的溢流锥管(6)连接，在所述的溢流锥管(6)上设有进废水 口(61)、溢流口(63)和由电解质电磁阀(7)控制的电解质补充口(62)， 所述电解质电磁阀(7)由该电解质补充电路(40)控制;所述测定电导感 应器(S1)所测定的电导值与参比溶液中的参比电导感应器(S2)所测定 的参比电导值比较后来控制电解质补充电路(40)的工作;
在所述电解反应区间(13)中放置有若干对竖直平行分布的电极组(8)， 每一对电极组(8)的金属电极(81)之间的电流流向由电解电极切换电路 (30)定时切换;在所述电解反应区间(13)的上方设有出水收集器(9)。
2、根据权利要求1所述的低电压电化学絮聚废水处理装置，其特征在 于：所述出水收集器(9)包括有多个水平分布的溢流水槽(91)和与该溢 流水槽(91)相连接的集水管(92)，所述集水管(92)的一端设有出水口 921。
3、根据权利要求2所述的低电压电化学絮聚废水处理装置，其特征在 于：所述溢流锥管(6)是三面呈梯形、另外一面为矩形的溢流方锥管，所 述溢流方锥管的矩形面与废水分布管相连接;所述进水口(61)设在溢流 方锥管的最大端，所述溢流口(63)设在溢流方锥管的最小端。
4、根据权利要求3所述的低电压电化学絮聚废水处理装置，其特征在 于：在所述废水分布区间(12)处的废水分流管(4)分成至少一组，每组 废水分布管由三条长度分别为反应室纵深深度(D)的20%，50%和70%的 分布管组成。
5、根据权利要求2或3或4所述的低电压电化学絮聚废水处理装置， 其特征在于：相邻的两溢流水槽(91)之间的间隔刚好能容置其中的一对 电极组(8)。
6、根据权利要求5所述的低电压电化学絮聚废水处理装置，其特征在 于：所有的电极组(8)均通过筋板(10)固定在反应室盖板(20)上成为 便于取放的整体。
7、根据权利要求6所述的低电压电化学絮聚废水处理装置，其特征在 于：所述的废水分布管(4)为其上设有很多小孔的塑料管。
8、根据权利要求1、2、3或4所述的低电压电化学絮聚废水处理装置， 其特征在于：所述电解电极切换电路(30)包括有由三极管(G3)，(G4) 和继电器(REL3)，(REL4)组成的桥电路，所述微型芯片(3)的一引脚(RB2) 依次经电阻(R5)、二极管(D5)与三极管(G3)的基极连接，三极管(G3) 的发射极接地，集电极经电阻(R7)后一方面与5V直流电压连接，另一方 面经继电器(REL3)与电极组的工作电源连接;所述芯片的一引脚(RB7) 依次经电阻(R6)、二极管(D6)与三极管(G4)的基极连接，三极管(G4) 的发射极接地，集电极经电阻(R8)后一方面与5V直流电压连接，另一方 面经继电器(REL4)与电极组的工作电源连接。
9、根据权利要求1、2、3或4所述的低电压电化学絮聚废水处理装置， 其特征在于：所述电解质补充电路(40)包括有三极管(G2)和继电器(REL2)， 微型芯片的一引脚(RB1)依次经电阻(R1)、二极管(D1)与三极管(G2) 的基极连接，三极管(G2)的集电极通过电阻(R2)来控制继电器(REL2)， 三极管(G2)的发射极接地。
10、根据权利要求1、2、3或4所述的低电压电化学絮聚废水处理装置， 其特征在于：所述定时排污电路(50)包括有三极管(G1)和继电器(REL1)， 芯片的一引脚(RB0)依次经电阻(R3)、二极管(D4)与三极管(G1)的 基极连接，三极管(G1)的发射极接地，集电极通过电阻(R4)来控制继 电器(REL1)，继电器(REL1)再控制排污电磁阀(2)的工作。
说明书
低电压电化学絮聚废水处理装置
【技术领域】
本发明涉及一种废水处理技术领域，尤其涉及用带反向电荷离子破坏溶 解离子或悬浮物的双电层，令其发生交联絮聚而沉淀除去的装置。
【背景技术】
目前的废水处理技术包括生物处理，物理处理，化学处理和物理化学 处理。本发明是属于物理化学处理范畴。将直流电流通过金属电极板，作 为阴极的金属板在通电后被氧化产生金属离子。新生的离子发生水解而生 成一系列不同价态的金属氢氧化物。取决不同的溶液pH，系统内的金属氢 氧化物以不同价态的离子型式存在。比如在用铝作为电极时：
Al+3+H2O→Al(OH)+2+H+
Al(OH)+2+H2O→Al(OH)++H+
Al(OH)++H2O→Al(OH)3+H+
Al(OH)3+H2O→Al(OH)4 -1+H+
随着铝离子浓度增加，多核离子复合体便会出现：
Al+3→Al(OH)n (3-n)→Al2(OH)2 4+→Al3(OH)4 5+→Al13(O)4(OH)24 7+
水中的污染物，诸如重金属离子，有机和无机的胶体粒子，一般本身 都带有电荷。带电粒子间的排斥使它们能够稳定地悬浮于液体中。稳定的 胶体体系可以通过加入带相反电荷的离子溶液而加以破坏。这是因为细小 颗粒的双电层会受带相反电荷的电解质破坏，令到细小胶体相互交联而变 成大颗粒而发生絮聚沉淀，并通过过滤而除去。
在阳极金属板上，水会因电解生成氢气和氢氧根离子：
H2O+e→OH-1+H2
如果体系中有氢离子存在，比如在酸性范围，则会被中和而使废水的 pH提高到中性，从而消除了污水的酸性污染。
由于电化学絮聚废水处理技术有效可靠，设备运行稳定，而且在处理过 程中一般不需要添加任何别的化学药剂，是一种很有前途的废水处理设备。 中国专利CN200620117559.3.公报了一种全自动高效节能电化学低电压电 化学絮聚废水处理装置。这种矩形槽式电解低电压电化学絮聚废水处理装 置选用惰性材料石墨为阳极，普通碳钢为阴极;阳、阴极板间采用非常小 的距离，仅有20mm。尽管该装置实现了将微电池原理应用于电解法，提高 了处理效率高，但是固定的阴极钢板在电解工作过程会钝化，使设备工作 不稳定。另外，该装置采用间断式处理方式，不适用于大流量连续的废水 处理场合。中国专利CN02205209介绍了利用类似电化学絮聚原理设计的滚 动圆筒式装置。虽然这样的设备也具有一定的处理效果，但是电极和电源 是通过碳刷相联，容易磨损;而且作为阴极的钢板和圆筒联成一体，当阴 极由于损耗而需要更换时，变得非常麻烦。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种使用安全和稳定、 去污效果好、生产成本低、符合环保要求的低电压电化学絮聚废水处理装 置。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种低电压电化学絮聚废水处理装置，其包括有电解反应室，以及与 微型芯片的对应引脚连接的电解电极切换电路、电解质补充电路和定时排 污电路，所述电解反应室由下往上依次分为废渣收集区间、废水分布区间 和电解反应区间;其中：
在所述的废渣收集区间最底端的排污口上设有排污电磁阀，所述的排 污电磁阀由定时排污电路控制;
在所述废水分布区间中放置有若干个水平间隔分布的废水分布管，在 所述废水分布区间中设有用来监控废水的电导的测定电导感应器;所述废 水分布管与用来实现废水在废水分布区间纵向流速相同的溢流锥管连接， 在所述的溢流锥管上设有进废水口、溢流口和由电解质电磁阀控制的电解 质补充口，所述电解质电磁阀由该电解质补充电路控制;所述测定电导感 应器所测定的电导值与参比溶液中的参比电导感应器所测定的参比电导值 比较后来控制电解质补充电路的工作;
在所述电解反应区间中放置有若干对竖直平行分布的电极组，每一对 电极组的金属极板之间的电流流向由电解电极切换电路定时切换;在所述 电解反应区间的上方设有出水收集器。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所述出水收 集器包括有多个水平分布的溢流水槽和与该溢流水槽相连接的集水管，所 述集水管的一端设有出水口。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所述溢流锥 管是三面呈梯形、另外一面为矩形的溢流方锥管，所述溢流方锥管的矩形 面与废水分布管相连接;所述进水口设在溢流方锥管的最大端，所述溢流 口设在溢流方锥管的最小端。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，在所述废水 分布区间处的废水分流管分成至少一组，每组废水分布管由三条长度分别 为反应室纵深深度的20%，50%和70%的分布管组成。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，相邻的两溢 流水槽之间的间隔刚好能容置其中的一对电极组。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所有的电极 组均通过筋板固定在反应室盖板上成为便于取放的整体。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所述的废水 分布管为其上设有很多小孔的塑料管。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所述电解电 极切换电路包括有由两个三极管和两个继电器组成的桥电路，所述芯片的 一引脚RB2依次经电阻R5、二极管D5与三极管G3的基极连接，三极管G3 的发射极接地，集电极经电阻R7后一方面与5V直流电压连接，另一方面 经继电器REL3与电极组的工作电源连接;所述芯片的一引脚RB7依次经电 阻R6、二极管D6与三极管G4的基极连接，三极管G4的发射极接地，集电 极经电阻R8后一方面与5V直流电压连接，另一方面经继电器REL4与电极 组的工作电源连接。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所述电解质 补充电路包括有三极管G2和继电器REL2，微型芯片的一引脚RB1依次经电 阻R1、二极管D1与三极管G2的基极连接，三极管G2的集电极通过电阻 R2来控制继电器REL2，三极管G2的发射极接地。
在对上述低电压电化学絮聚废水处理装置的改进方案中，所述定时排 污电路包括有三极管G1和继电器REL1，芯片的一引脚RB0依次经电阻R3、 二极管D4与三极管G1的基极连接，三极管G1的发射极接地，集电极通过 电阻R4来控制继电器REL1，继电器REL1再控制排污电磁阀的工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)、由于它通过溢流锥管保 证废水流入时在整个反应室内沿着纵向具有大致相同的流速，以便所有的 废水在电解反应室内的停留时间一致，同时废水进入反应室后，由于流道 的截面积增大而使流速减少，使流动的雷诺准数小于2300，成为层流流动， 减小废水向上流动的速度差，这样可使反应室中的所有废水均可以受到电 化学絮聚处理而去污，从而达到很好的去污效果，经其处理后的水完全符 合环保要求;2)同时，由于本发明的每一对电极组的极板(阴极或阳极) 之间的电流流向由电解电极切换电路定时切换，这样可避免阴极板在电解 工作过程发生钝化而使设备工作不稳定，所以本发明的使用安全和稳定， 并使电解能在低电压下进行，既保证了产品的安全可靠，又大大减少了能 耗，令生产和使用成本降低;3)、在本发明较佳的实施方案中，由于废水 流入反应室是通过至少一组，每组废水分布管由三条长度分别为反应室纵 深深度的20%，50%和70%的分布管组成，这样可进一步使反应室同一截面 处的废水流向电解反应区间的速度更加一致和停留时间相同，于是能对全 部的废水进行电解处理，从而起到更好的去污效果。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：