本實(shí)用新型屬于廢水處理領(lǐng)域，涉及一種廢水處理設(shè)備，具體涉及一種自動(dòng)除垢的廢水電解處理裝置。

背景技術(shù)：

電化學(xué)氧化廢水處理技術(shù)是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變，或者是利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物降解。電化學(xué)氧化工藝處理廢水具有不產(chǎn)生二次污染、能量效率高、電解設(shè)備及操作方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在處理難降解工業(yè)廢水方面得到廣泛應(yīng)用。

在電解過(guò)程中，污染物在陽(yáng)極表面被氧化轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)，達(dá)到去除污染物的目的，而在陰極表面會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生大量OH^-，與水中的一些Ca²⁺、Mg²⁺離子生成Ca(OH)₂和Mg(OH)₂，在曝氣條件下與CO₃^2-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCO₃及MgCO₃附著在陰極表面，并隨著電解反應(yīng)的進(jìn)行不斷增厚。電極表面結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致一系列不利于電化學(xué)反應(yīng)的問(wèn)題產(chǎn)生，如增大能耗、降低處理效率、縮短極板使用壽命等。工業(yè)廢水中通常含有較高濃度的Ca²⁺、Mg²⁺，對(duì)此類廢水進(jìn)行預(yù)處理脫除鈣鎂有利于電解裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

目前常用的除垢方法主要分為化學(xué)法和物理法兩大類，化學(xué)法通常采用添加無(wú)極聚磷酸鹽、生石灰、硫酸等藥劑達(dá)到去除鈣鎂離子的目的，化學(xué)法會(huì)向廢水中引入其他物質(zhì)，可能造成二次污染。物理法主要采用高壓反沖洗、機(jī)械刮除法、倒轉(zhuǎn)電極法等，對(duì)涂有催化材料的電極表面催化涂層損害很大，縮短電極使用壽命。

專利CN203112939U公開了一種可變電極的電解裝置，陽(yáng)極采用網(wǎng)狀電極，進(jìn)入除垢狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)狀電極斷路，利用陰極進(jìn)行倒極除垢。該實(shí)用新型只適用于陽(yáng)極為網(wǎng)狀電極的電解裝置，應(yīng)用范圍較窄。專利CN203959890U公開了一種自動(dòng)除垢的電解氧化廢水處理裝置，在每?jī)蓧K相鄰陽(yáng)極間設(shè)置兩塊陰極，進(jìn)入除垢程序時(shí)陽(yáng)極斷開，利用兩塊相鄰陰極進(jìn)行除垢。該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)在高電流的條件下電路開關(guān)較難控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)除垢的廢水電解處理裝置，采用復(fù)合陰極、同時(shí)除垢和電解，分別獨(dú)立的兩套電源，安裝和操作簡(jiǎn)單易行。

一種自動(dòng)除垢的廢水電解處理裝置，包括電解槽和置于電解槽內(nèi)的至少一組電極板，還包括工作電源和除垢電源，每組電極板包括：

第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極，第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極均由導(dǎo)線接入工作電源的正極；

位于第一陽(yáng)極和第一陰極之間的復(fù)合陰極，所述復(fù)合陰極包括第一陰極、第二陰極及位于第一陰極與第二陰極之間的絕緣墊片，所述第一陰極和第二陰極均由導(dǎo)線接入工作電源的負(fù)極，所述第一陰極和第二陰極還由導(dǎo)線分別接入除垢電源的正極和負(fù)極。

優(yōu)選地，所有電極均豎直插入電解槽內(nèi)。

廢水進(jìn)入電解槽進(jìn)行電化學(xué)處理，電解時(shí)工作電源啟動(dòng)，除垢電源關(guān)閉，工作電源正極與兩個(gè)陽(yáng)極接通，第一陰極與第二陰極均與工作電源負(fù)極接通，進(jìn)行電化學(xué)廢水處理階段，當(dāng)工作電源電壓升高10％～20％時(shí)，關(guān)閉工作電源，開啟除垢電源，電解槽進(jìn)入除垢狀態(tài)；進(jìn)入除垢狀態(tài)I時(shí)，除垢電源啟動(dòng)，工作電源關(guān)閉，陽(yáng)極斷開，第一陰極與除垢電源正極相連，第二陰極與除垢電源負(fù)極相連，對(duì)第一陰極進(jìn)行除垢；進(jìn)入除垢狀態(tài)II時(shí)，工作電源關(guān)閉，陽(yáng)極斷開，除垢電源倒轉(zhuǎn)電極，第二陰極與除垢電源正極相連，第一陰極與除垢電源負(fù)極相連，對(duì)第二陰極進(jìn)行除垢；除垢狀態(tài)I與II交替進(jìn)行。

為增加裝置的自動(dòng)化，優(yōu)選地，還設(shè)有控制器，所述工作電源和除垢電源均接入并受控于該控制器。兩個(gè)電源之間的切換及除垢電源的倒極均有該控制器控制。

所述控制器為本領(lǐng)域常規(guī)控制器，例如PLC控制器等。

優(yōu)選地，所述第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極為DSA涂層電極。

復(fù)合陰極由第一陰極、第二陰極和絕緣墊片組成，兩極板之間通過(guò)多個(gè)絕緣墊片隔離，組成復(fù)合陰極，優(yōu)選地，所述第一陰極與第二陰極之間的間距為5～10mm。

絕緣墊片為PVC圓片，直徑為10～20mm，厚度為5～10mm，保證第一陰極和第二陰極間距在5～10mm，較小的電極間距在除垢過(guò)程中能加大電流密度，提高除垢效率。

優(yōu)選地，所述第一陰極和第二陰極均為網(wǎng)狀電極。因?yàn)殛帢O為網(wǎng)狀電極，所以極板兩側(cè)表面的垢層都能夠被去除，例如，可采用鈦網(wǎng)電極。

優(yōu)選地，所述工作電源為直流電源，所述除垢電源為自動(dòng)倒極直流電源。均通過(guò)市購(gòu)?fù)緩将@得。

除垢電源控制電流密度在30～60A/m²，除垢時(shí)間在20～40min；除垢電源為自動(dòng)倒極電源，每3～5min轉(zhuǎn)換正負(fù)極。

優(yōu)選地，所述電解槽上方設(shè)有集氣罩。

優(yōu)選地，所述電解槽底部設(shè)有泥斗。

優(yōu)選地，所述電解槽內(nèi)設(shè)有位于電極板下方的曝氣管，所述曝氣管外接氣泵。

所述曝氣管置于復(fù)合陰極下方，電解過(guò)程使電解槽內(nèi)廢水混合均勻，除垢過(guò)程中對(duì)陰極垢層進(jìn)行沖刷，加快垢層脫落；

所述泥斗位于電解槽底部，曝氣管下方，脫落的垢層被收集到泥斗，除垢過(guò)程運(yùn)行5～10次后進(jìn)行自動(dòng)排泥。

本實(shí)用新型解決了電化學(xué)法處理廢水過(guò)程中陰極表面容易結(jié)垢的問(wèn)題，延長(zhǎng)涂有催化材料的電極使用壽命，并可對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)采用復(fù)合式陰極進(jìn)行除垢，除垢過(guò)程中陽(yáng)極不接通電源，可以避免傳統(tǒng)倒極除垢過(guò)程中對(duì)陽(yáng)極涂層的損害，延長(zhǎng)極板使用壽命；

(2)復(fù)合陰極中間采用絕緣墊片隔離，保證兩塊極板不發(fā)生短路的同時(shí)，減小間隔距離，可提高電流效率，加快除垢速率；

(3)復(fù)合陰極采用網(wǎng)狀電極，可使電子和陰陽(yáng)離子穿過(guò)極板進(jìn)行反應(yīng)，使復(fù)合陰極靠外側(cè)的兩面垢層也能被快速去除；

(4)采用工作電源和除垢電源實(shí)現(xiàn)電解和除垢兩個(gè)功能，使電路布置和自動(dòng)控制更為簡(jiǎn)便，且在工程應(yīng)用中，電流很大，采用開關(guān)控制電路存在一定的危險(xiǎn)，采用兩臺(tái)電源，只需控制電源即可，安全系數(shù)高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型電極電解方式示意圖。

圖中所示附圖標(biāo)記如下：

1-電解槽 2-進(jìn)水管 3-電極板

4-排空管 5-泥斗 6-集氣罩

7-出水管 8-曝氣管 9-氣泵

10-除垢電源 11-工作電源 31-第一陽(yáng)極

32-第二陽(yáng)極 33-第一陰極 34-第二陰極

35-絕緣墊片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，一種自動(dòng)除垢的廢水電解處理裝置，包括電解槽1、工作電源11和除垢電源10，電解槽為常規(guī)電解槽，電解槽連接有進(jìn)水管2和出水管7，底部連有放空管4，電解槽底部設(shè)置泥斗5，頂部罩設(shè)集氣罩6；工作電源為直流電源，除垢電源為自動(dòng)倒極直流電源。

電解槽內(nèi)設(shè)置電極板3，電極板至少設(shè)置一組(本實(shí)施方式中設(shè)置若干組，設(shè)置組數(shù)根據(jù)電解槽大小決定)，每組電極板的結(jié)構(gòu)及與兩個(gè)電源的連接方式如圖2所示，包括兩個(gè)陽(yáng)極(第一陽(yáng)極31和第二陽(yáng)極32)和位于兩個(gè)陽(yáng)極之間的復(fù)合陰極，兩個(gè)陽(yáng)極均由導(dǎo)線接入工作電源的正極。

復(fù)合陰極由兩個(gè)陰極(第一陰極33和第二陰極34)和位于兩個(gè)陰極之間的絕緣墊片35組成，第一陰極和第一陰極由對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線接入工作電源11的負(fù)極，同時(shí)，第一陰極和第二陰極還由導(dǎo)線分別接入除垢電源10的正極和負(fù)極(第一陰極連接除垢電源的正極、第二陰極連接除垢電源的負(fù)極)。

第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極為DSA涂層電極；第一陰極和第二陰極為鈦網(wǎng)電極；絕緣墊片為PVC圓片，設(shè)置為多個(gè)，直徑為10～20mm，厚度為5～10mm，保證第一陰極和第二陰極間距在5～10mm。

電解槽1底部設(shè)有曝氣管8，曝氣管外接氣泵9。

還設(shè)置一個(gè)控制器(圖中未示出)，該控制器為常規(guī)自動(dòng)控制器，如PLC控制器，工作電源和除垢電源均接入并受控于該控制器，兩個(gè)電源之間的切換及除垢電極的倒極均由控制器自動(dòng)控制。

本實(shí)用新型處理廢水時(shí)的工作方式如下：

第一步，廢水進(jìn)入電解槽1進(jìn)行電化學(xué)處理，電解時(shí)工作電源啟動(dòng)，除垢電源關(guān)閉，工作電源11正極與兩個(gè)陽(yáng)極接通，第一陰極33與第二陰極34均與工作電源負(fù)極接通，進(jìn)行電化學(xué)廢水處理階段，該階段電流密度為30～100A/m²；

第二步，當(dāng)工作電源11電壓升高10％～20％時(shí)，自控系統(tǒng)(控制器)接收信號(hào)，關(guān)閉工作電源11，開啟除垢電源10，電解槽1進(jìn)入除垢狀態(tài)；

第三步，進(jìn)入除垢狀態(tài)I時(shí)，除垢電源10啟動(dòng)，工作電源11關(guān)閉，兩個(gè)陽(yáng)極斷開，第一陰極33與除垢電源10正極相連，第二陰極34與除垢電源10負(fù)極相連，對(duì)第一陰極33進(jìn)行除垢，因?yàn)殛帢O為網(wǎng)狀電極，所以極板兩側(cè)表面的垢層都能夠被去除；

第四步，進(jìn)入除垢狀態(tài)II時(shí)，工作電源11關(guān)閉，陽(yáng)極斷開，除垢電源10倒轉(zhuǎn)電極，第二陰極34與除垢電源10正極相連，第一陰極33與除垢電源10負(fù)極相連，對(duì)第二陰極34進(jìn)行除垢，因?yàn)殛帢O為網(wǎng)狀電極，所以極板兩側(cè)表面的垢層都能夠被去除；

第五步，除垢狀態(tài)I與II交替進(jìn)行，交替頻率為3～5min，除垢時(shí)間為20～60min，直至垢層被完全去除；

第六步，工作電源11與除垢電源10交替工作，可根據(jù)廢水中鈣離子的濃度自由調(diào)節(jié)電解槽1工作時(shí)間和除垢時(shí)間，保證極板不受結(jié)垢的影響，正常運(yùn)行；

第七步，電解槽1底部設(shè)有曝氣管8，利用氣泡和水流的沖刷作用，加快垢層的脫落，曝氣所用氣體可采用氮?dú)?，可減少電化學(xué)處理廢水過(guò)程中垢層的產(chǎn)生；

第八步，泥斗5置于曝氣管8下方，脫落的垢層沉積在泥斗5中，除垢過(guò)程運(yùn)行5～10次后，將殘?jiān)鼜牡撞颗懦觯?/p>

第九步，電解槽上方設(shè)有集氣罩6，將電化學(xué)處理廢水過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣集中由導(dǎo)氣管送至廢氣處理裝置進(jìn)行處理。

以上所述僅為本實(shí)用新型專利的具體實(shí)施案例，但本實(shí)用新型專利的技術(shù)特征并不局限于此，任何相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍之中。