公布日：2022.12.09
申请日：2022.08.26
分类号：C02F1/461(2006.01)I;C02F1/469(2006.01)I
摘要
本申请公开一种电催化废水除硬装置，包括支撑组件以及设于支撑组件上的多个并联的电催化组件，每个电催化组件分别连接有磁吸式电源插头；电催化组件包括交替间隔排布连接于封闭框架中的若干极板组件和若干功能膜组件，极板组件包括隔板以及分别连接于隔板两侧的阴极极板和阳极极板，功能膜组件包括中部设有贯通空腔的环板，以及设于环板空腔处的功能膜，环板侧壁设有磁吸限位螺丝，用以与磁吸式电源插头磁吸连接；环板两侧分别设有位于空腔处的膜支撑板，膜支撑板包括矩形框架以及竖直连接于矩形框架内的多个间隔设置的流道板，功能膜位于两侧膜支撑板之间；本方案能够避免电极结垢，电解效率高，结构稳固，易于维护。
权利要求书
1.一种电催化废水除硬装置，其特征在于，包括支撑组件以及设于支撑组件上的多个并联设置的电催化组件(5)，每个电催化组件(5)分别连接有磁吸式电源插头(12)；所述电催化组件(5)包括交替间隔排布连接于封闭框架中的若干极板组件(30)和若干功能膜组件(24)，每个功能膜组件(24)与其两侧的极板组件(30)构成一个反应单元；所述极板组件(30)包括隔板(32)以及分别连接于隔板(32)两侧的阴极极板(31)和阳极极板(33)，所述阳极极板(33)为钛板、钛网、碳板、碳网、石墨板其中的一种；所述阴极极板(31)采用多孔电极材料，为碳板、碳网、含钛板式结构、含钛网式结构、含铁板式结构、含铁网式结构、含铝板式结构、含铝网式结构其中的一种；所述隔板(32)为非金属绝缘板，为PP、PE、PVC材料的板式结构中的一种；阴极极板(31)与功能膜组件(24)之间形成阴极腔，阳极极板(33)与功能膜组件(24)之间形成阳极腔，每个反应单元中包含有一个阴极腔和一个阳极腔，多个反应单元按照阳极腔、阴极腔交替排列；阳极腔和阴极腔上部分别设置有进水口，下部分别设置有出水口；所述功能膜组件(24)包括中部设有贯通空腔的环板(24.2)，以及设于环板(24.2)空腔处的功能膜(24.1)，所述功能膜(24.1)为对离子进行分离或选择性通过的分离膜；环板(24.2)侧壁设有磁吸限位螺丝(24.6)；所述磁吸式电源插头(12)包括插头支架(42)以及设于插头支架(42)中部通孔内的若干铜排(41)，所述铜排(41)一端与阴极极板(31)和阳极极板(33)连接，另一端引接有导线，所述阴极极板(31)和阳极极板(33)与铜排(41)的连接端分别包覆有铜片；插头支架(42)上开设有与磁吸限位螺丝(24.6)配合卡接的凹槽，所述凹槽内设有与磁吸限位螺丝(24.6)相吸的磁铁(43)。
2.根据权利要求1所述的一种电催化废水除硬装置，其特征在于，所述环板(24.2)两侧分别设有位于空腔处的膜支撑板(24.4)，所述膜支撑板(24.4)包括矩形框架以及竖直连接于矩形框架内的多个间隔设置的流道板，功能膜(24.1)位于两侧膜支撑板(24.4)之间。
3.根据权利要求1所述的一种电催化废水除硬装置，其特征在于，所述插头支架(42)上连接有防护罩(44)，防护罩(44)罩设于铜排(41)外侧，防护罩(44)底部设有引出线孔(45)，用以使导线穿出，导线分别与电源的正极和负极连接。
4.根据权利要求1所述的一种电催化废水除硬装置，其特征在于，所述支撑组件包括间隔设置的两侧支腿(11)、连接于支腿(11)底部的集液槽(14)、以及连接于支腿(11)顶部两侧的横梁(3)；一侧的支腿(11)上固定连接有竖直设置的压紧板(4)，压紧板(4)固定连接于两侧横梁(3)之间，两侧横梁(3)之间还设有与压紧板(4)相对的止退板(6)，止退板(6)通过滑轮(10)与横梁(3)滑动连接，止退板(6)一侧与油缸(9)输出轴连接，多个电催化组件(5)设于集液槽(14)上且位于压紧板(4)与止退板(6)之间，油缸(9)驱动止退板(6)在横梁(3)上沿电催化组件(5)的排列方向移动并将多个电催化组件(5)相互压紧。
5.根据权利要求4所述的一种电催化废水除硬装置，其特征在于，所述压紧板(4)顶部连接有阳极进液管口(2)，底部连接有阴极出液管口(1)；所述止退板(6)顶部连接有阴极进液管口(8)，底部连接有阳极出液管口(7)；所述阳极进液管口(2)连接阳极进液管道，阳极进液管道与每个阳极腔进水口连通，阴极进液管口(8)连接阴极进液管道，阴极进液管道与每个阴极腔进水口连通，阴极出液管口(1)连接阴极出液管道，阴极出液管道与每个阴极腔出水口连通，阳极出液管口(7)连接阳极出液管道，阳极出液管道与每个阳极腔出水口连通。
6.根据权利要求5所述的一种电催化废水除硬装置，其特征在于，所述环板(24.2)顶部分别开设有阳极进液孔(24.5)、阴极进液孔(24.8)，底部分别开设有阳极出液孔(24.3)和阴极出液孔(24.9)，其中阳极进液孔(24.5)与阳极出液孔(24.3)位于功能膜组件(24)一侧，阴极进液孔(24.8)与阴极出液孔(24.9)位于功能膜组件(24)另一侧；所述阳极进液孔(24.5)与阳极出液孔(24.3)均与阳极腔连通，分别作为阳极腔的进水口和出水口；所述阴极进液孔(24.8)与阴极出液孔(24.9)均与阴极腔连通，分别作为阴极腔的进水口和出水口。
7.根据权利要求5所述的一种电催化废水除硬装置，其特征在于，所述压紧板(4)顶部连接有排气管口(15)，所述排气管口(15)通过排气管道与每个阳极腔相连通。
发明内容
为了克服现有废水除硬技术中存在的缺陷，本发明提供一种电催化废水除硬装置，技术优势是去除硬度效果稳定、无需投加碱剂、无需回调PH，能够避免电极结垢，电解效率高，结构稳固，易于维护。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电催化废水除硬装置，包括支撑组件以及设于支撑组件上的多个并联设置的电催化组件，每个电催化组件分别连接有磁吸式电源插头；
所述电催化组件包括交替间隔排布连接于封闭框架中的若干极板组件和若干功能膜组件，每个功能膜组件与其两侧的极板组件构成一个反应单元；所述极板组件包括隔板以及分别连接于隔板两侧的阴极极板和阳极极板，所述阳极极板为钛板、钛网、碳板、碳网、石墨板其中的一种；所述阴极极板采用多孔电极材料，为碳板、碳网、含钛板式结构、含钛网式结构、含铁板式结构、含铁网式结构、含铝板式结构、含铝网式结构其中的一种；所述隔板为非金属绝缘板，为PP、PE、PVC材料的板式结构中的一种；阴极极板与功能膜组件之间形成阴极腔，阳极极板与功能膜组件之间形成阳极腔，每个反应单元中包含有一个阴极腔和一个阳极腔，多个反应单元按照阳极腔、阴极腔交替排列；阳极腔和阴极腔上部分别设置有进水口，下部分别设置有出水口；
所述功能膜组件包括中部设有贯通空腔的环板，以及设于环板空腔处的功能膜，所述功能膜为对离子进行分离或选择性通过的分离膜；环板侧壁设有磁吸限位螺丝；
所述磁吸式电源插头包括插头支架以及设于插头支架中部通孔内的若干铜排，所述铜排一端与阴极极板和阳极极板连接，另一端引接有导线，所述阴极极板和阳极极板与铜排的连接端分别包覆有铜片；插头支架上开设有与磁吸限位螺丝配合卡接的凹槽，所述凹槽内设有与磁吸限位螺丝相吸的磁铁。
作为本发明的进一步实施方案，所述环板两侧分别设有位于空腔处的膜支撑板，所述膜支撑板包括矩形框架以及竖直连接于矩形框架内的多个间隔设置的流道板，功能膜位于两侧膜支撑板之间。
作为本发明的进一步实施方案，所述插头支架上连接有防护罩，防护罩罩设于铜排外侧，防护罩底部设有引出线孔，用以使导线穿出，导线分别与电源的正极和负极连接。
作为本发明的进一步实施方案，所述支撑组件包括间隔设置的两侧支腿、连接于支腿底部的集液槽、以及连接于支腿顶部两侧的横梁；一侧的支腿上固定连接有竖直设置的压紧板，压紧板固定连接于两侧横梁之间，两侧横梁之间还设有与压紧板相对的止退板，止退板通过滑轮与横梁滑动连接，止退板一侧与油缸输出轴连接，多个电催化组件设于集液槽上且位于压紧板与止退板之间，油缸驱动止退板在横梁上沿电催化组件的排列方向移动并将多个电催化组件相互压紧。
作为本发明的进一步实施方案，所述压紧板顶部连接有阳极进液管口，底部连接有阴极出液管口；所述止退板顶部连接有阴极进液管口，底部连接有阳极出液管口；所述阳极进液管口连接阳极进液管道，阳极进液管道与每个阳极腔进水口连通，阴极进液管口连接阴极进液管道，阴极进液管道与每个阴极腔进水口连通，阴极出液管口连接阴极出液管道，阴极出液管道与每个阴极腔出水口连通，阳极出液管口连接阳极出液管道，阳极出液管道与每个阳极腔出水口连通。
作为本发明的进一步实施方案，所述环板顶部分别开设有阳极进液孔、阴极进液孔，底部分别开设有阳极出液孔和阴极出液孔，其中阳极进液孔与阳极出液孔位于功能膜组件一侧，阴极进液孔与阴极出液孔位于功能膜组件另一侧；
所述阳极进液孔与阳极出液孔均与阳极腔连通，分别作为阳极腔的进水口和出水口；所述阴极进液孔与阴极出液孔均与阴极腔连通，分别作为阴极腔的进水口和出水口。
作为本发明的进一步实施方案，所述压紧板顶部连接有排气管口，所述排气管口通过排气管道与每个阳极腔相连通。
本发明的有益效果包括：
每个电催化组件为一个独立的功能单元，多个功能单元并联压紧设置，使得本装置废水处理的能力提高，能够一次性处理更大流量的废水，从而提高废水处理效率；通过在电催化组件上连接磁吸式电源插头，不仅能够作为电催化组件的电极引出部件，保护铜排，同时还能够利用磁铁的作用，与功能膜组件上的磁吸定位螺丝相互吸引，限制极板组件移动，使得装置结构更加稳固；当油缸压紧到一定程度后，由于磁吸式电源插头的作用，限制了油缸继续压紧，保护电催化组件不会被无限制压紧，且使得电催化组件与铜排电接触部分接触牢靠；阴极极板采用多孔电极材料，能够产生微气泡，提高电解效率，避免电极结垢；通过设置膜支撑板，不仅为水流在功能膜表面流动提供了流道，保证布水均匀，提高膜面流速，避免结垢，提高电解效率，而且削减了由于压力过大导致功能膜发生变形的可能。本装置结构普适性强，对电解水无要求，效率高、易于维护。
（发明人：姬克瑶）