一種封閉式電吸附水處理技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種封閉式電吸附水處理技術(shù)，一般由多個水處理單元采用矩陣方式布置，水處理單元包括作為低壓直流電源正電極的金屬正電極（002），作為低壓直流電源負(fù)電極的兩面金屬負(fù)電極板（001）構(gòu)成過水?dāng)嗝妫饘僬姌O（002）置于兩個金屬負(fù)電極板（001）的中間位置；金屬正電極（002）可以是各種形狀的柱狀結(jié)構(gòu)體；水處理單元可以是同心的圓形結(jié)構(gòu)、或者是同心的正方形結(jié)構(gòu)、或者是相同的圓形結(jié)構(gòu)、或者是相同的正方形結(jié)構(gòu)，串行組成的每組水處理單元組包含至少一個進(jìn)水閘和一個出水閘，閘門槽（005）制作在水處理單元上，閘門板（006）在使用的時候安裝在閘門槽（005）里。對不同規(guī)模的水處理工程，通過對水處理單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及水處理單元的數(shù)量進(jìn)行設(shè)計計算調(diào)整，可以滿足各種規(guī)模的水處理工程需要。
【專利說明】一種封閉式電吸附水處理技術(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封閉式電吸附水處理技術(shù)，屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其適合于離子濃度聞、大流量的循環(huán)水系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]水資源通常有三種——地表水、地下水和城市中水。
[0003]地下水和地表水多為生活飲用水源，地下水雖不加處理即可直接使用，但硬度大，易結(jié)垢，長期飲用對人體有害，用反滲透工藝制成純凈水，由于水中有益的和有害的成分全被過濾掉了，長期飲用照樣對人體不利。
[0004]地表水通過加藥殺菌處理后可作為城市自來水源，但傳統(tǒng)的處理方式無法應(yīng)對水源的日益污染。
[0005]中水雖被大力提倡用于工業(yè)循環(huán)水，卻有硬度大和微生物含量高和氯根腐蝕設(shè)備等諸多危害，處理手段和處理成本受限，至今不能得到充分利用。
[0006]作為工業(yè)用水大戶采用的循環(huán)水的補(bǔ)水水源，原則上地表水、地下水和城市中水皆可使用，但需采用一定的技術(shù)進(jìn)行處理。
[0007]電吸附水處理方法具有投資小，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，水資源利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]目前采用的電吸附水處理技術(shù)不足之處也很明顯:對流量、流速、濁度要求高，不宜直接處理循環(huán)水；由于同時吸附陰陽離子，需頻繁充放電，水的硬度降低有限，反而加大了電除鹽難度；因水處理量有限，需投入大量的碳纖維電極和電氣設(shè)備，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較高；污水排放量較大、浪費(fèi)水資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電吸附水處理方法的不足、尤其是循環(huán)水硬度大、易結(jié)垢、氯根高、易腐蝕等問題，在電吸附水處理方法的基礎(chǔ)上，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以解決離子濃度高、大流量的循環(huán)水問題。
[0010]封閉式電吸附水處理技術(shù)可以采用同心圓筒形、同心方筒形、等徑多圓分布形、方形矩陣形等，它們的工作原理是相同的。
[0011]設(shè)備包括電氣和機(jī)械兩部分:電氣部分可以提供36伏的正、負(fù)極可交換的低壓直流電源；機(jī)械部分包括金屬負(fù)電極板(001)、金屬正電極(002)、正電極連接線(003)、固定底座(004 )、閘門槽(005 )、閘門板(006 )、還可以包括筒形外圓(007 )。
[0012]為了安全要求，電源部分一般采用直流36V的安全電壓。
[0013]為了提高水處理的效率及均勻性，金屬正電極(002 )和金屬負(fù)電極板(001)分層的或分區(qū)的均勻布置方式。
[0014]對于同心圓筒形封閉式電吸附水處理技術(shù)，一個水處理單元包括兩組金屬負(fù)電極板(001)和一組金屬正電極(002)，水處理單元的兩組金屬負(fù)電極板(001)是等距離的，金屬正電極(002)置于兩組金屬負(fù)電極板(001)的中間位置。
[0015]各個水處理單元水流通道面積是不一樣的，其水處理的能力也是不一樣的，這是由同心圓行的物理結(jié)構(gòu)所決定的。
[0016]水處理單元的多組金屬正電極(002)和金屬負(fù)電極板(001)之間相互均勻布置，兩面金屬負(fù)電極板(001)之間構(gòu)成封閉的過水?dāng)嗝?，用于水處理工作的水流通道?br> [0017]金屬正電極(002)、金屬負(fù)電極板(001)和水流通道內(nèi)待處理的水體形成電流通路。
[0018]在直流電流的作用下，水體中的鈣、鎂離子流向電源負(fù)極，積聚在金屬負(fù)電極板
(001)附近，并形成了一個很強(qiáng)的堿性環(huán)境區(qū)域，會加速使溶于水中的二氧化碳與鈣、鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成大量的碳酸鈣、碳酸鎂沉淀、吸附于陰極附近，使水中的鈣、鎂離子減少，降低水體的硬度，使經(jīng)過處理后的水質(zhì)滿足生產(chǎn)要求。
[0019]在直流電流的作用下，水中含有的氯離子會被電解氧化成游離氯或次氯酸(0CL-)，還可以起到防腐、殺菌的作用。
[0020]一個水處理單元有一定的過水?dāng)嗝婧鸵欢ǖ挠糜谒幚淼挠行Чぷ鏖L度，具有相應(yīng)的水處理能力和水處理質(zhì)量。
[0021]水處理的水量與過水?dāng)嗝嬗嘘P(guān)，也與過水?dāng)嗝鎯?nèi)的水流速度有關(guān)，在確定水處理的能力后，根據(jù)輸水渠道的有關(guān)參數(shù)即可確定所需的過水?dāng)嗝妗?br> [0022]水處理單元的水處理能力不能滿足要求時，需要在過水?dāng)嗝嫔显黾硬贾孟鄳?yīng)的水處理單元。
[0023]水處理單元的水處理質(zhì)量不能滿足要求時，需要在沿水流方向上進(jìn)行串聯(lián)布置水處理單元，水處理單元的靈活布置，可以滿足不同的水處理工程要求。
[0024]沿水流方向縱向串行布置的水處理單元組，具有相同的斷面參數(shù)應(yīng)。
[0025]每組水處理單元至少應(yīng)有一對進(jìn)水口和出水口閘門，使水處理單元的進(jìn)水口和出水口閘門關(guān)閉后水處理單元內(nèi)部的水體與外部的水體可以相互隔離。
[0026]正常工作的水處理單元，進(jìn)出水口閘門全部敞開，水流通道內(nèi)的水體在低壓直流電源的作用下，在陰極附近形成大量的鈣、鎂離子，逐漸沉降、吸附于金屬負(fù)電極板(001)，形成水垢狀的沉淀物。
[0027]水處理設(shè)備運(yùn)行一段時間后，會在金屬負(fù)電極板(001)形成較多的水垢狀沉淀物，就需要進(jìn)行清污處理了。
[0028]清污時采用直流電源正負(fù)極顛倒的方法，將水垢從負(fù)極板槽上剝離下來混入水中，用水泵將含有水垢的水抽到岸上進(jìn)行沉淀。
[0029]為保證設(shè)備的正常工作，清污可以分組進(jìn)行，一次對一組或多組水處理單元組進(jìn)行處理。
[0030]進(jìn)行清污處理時，需將水處理單元組的進(jìn)水閘門和出水閘門關(guān)閉。
[0031]倒極處理時只需關(guān)閉出水閘門，控制電路使該組低壓直流電源的正、負(fù)極切換，在反向電流的驅(qū)動下，附著在金屬負(fù)電極板(001)上的沉淀物脫落進(jìn)入水中。
[0032]利用水泵等方式將污水抽出到地面沉淀池進(jìn)行沉淀處理，數(shù)小時后經(jīng)沉淀處理過的澄清水仍可進(jìn)行循環(huán)利用，提高水資源的利用率，做到污水零排放。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有的水處理技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢:水處理單元的有效工作面積大，水處理效率高；可以分組進(jìn)行清污工作，不影響用水設(shè)備的正常運(yùn)行；清污處理后的澄清水仍可循環(huán)利用，基本上沒有廢水排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為方案一的同心圓式筒形電吸附水處理設(shè)備的橫剖面圖；圖2為圖1的A-A縱剖面圖；圖3為方案二的同心方筒形電吸附水處理設(shè)備的橫剖面圖；圖4為方案三的等徑多圓分布式筒形電吸附水處理設(shè)備的橫剖面圖；圖5為方案四的方形矩陣式筒形電吸附水處理設(shè)備的橫剖面圖；圖中編號:001-金屬負(fù)電極板，002-金屬正電極，003-正電極連接線，004-固定底座，005-閘門槽，006-閘門板，007-筒形外圓。
具體實(shí)施方案
[0035]如圖所示，本發(fā)明的主要
【發(fā)明內(nèi)容】
是設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，在控制系統(tǒng)提供的低壓直流電源的驅(qū)動下進(jìn)行工作，控制系統(tǒng)可以為每個水處理單元分別提供低壓直流電源，可以采用多種方案實(shí)施本發(fā)明技術(shù)。
[0036]方案一、同心圓式筒形電吸附水處理設(shè)備的機(jī)械部分包括作為連接低壓直流電源正極的正電極連接線(003 )、金屬正電極(002 )、金屬負(fù)電極板(001)和固定水處理設(shè)備的固定底座(004);具有同心圓結(jié)構(gòu)的過水?dāng)嗝妫瑥膬?nèi)層向外水處理單元的過水?dāng)嗝婷娣e大小逐步遞增。
[0037]設(shè)備除了最里層的水處理單元只包含一根金屬正電極(002)和一組圓形金屬負(fù)電極板(001)外，其他的水處理單元包含兩組環(huán)形的金屬負(fù)電極板(001)和一組環(huán)形的金屬正電極(002)。
[0038]設(shè)備除了最外層的金屬負(fù)電極板(001)為單面工作外，其它組的金屬負(fù)電極板
(001)均為雙面工作。
[0039]金屬負(fù)電極板(001)采用單層鋼板或者兩面薄鋼板添加中間輔助夾層卷制而成的筒形結(jié)構(gòu)，最外層的還可以采用單面薄鋼板添加輔助夾層卷制而成，金屬正電極(002)可以采用實(shí)心金屬鋼材、管狀金屬鋼材、薄鋼板包芯材料、網(wǎng)狀金屬包芯材料、各種型鋼材料制作而成。
[0040]包芯材料是指外部為起作用的功能性材料(在此指金屬材料)，內(nèi)部為起支撐或固定或填充作用的輔助性材料。
[0041]設(shè)備內(nèi)部的金屬正電極(002)、金屬負(fù)電極板(001)采用絕緣材料將整個水處理設(shè)備固定起來。
[0042]每個需要安裝閘門的圓形或環(huán)形的水處理單元的一端或兩端設(shè)置閘門槽(005)，并配備相應(yīng)的閘門。
[0043]閘門槽(005)制作在水處理單元上，閘門板(006)在使用的時候安裝在閘門槽(005)里。
[0044]低壓直流電源的正、負(fù)極電源線，采用合適的方式連接到每一組水處理單元，要做到每組水處理單元可以單獨(dú)控制，以便于正、負(fù)極切換的需要。
[0045]方案二、除了金屬負(fù)電極板(001)和環(huán)狀連接的金屬正電極(002)采用正方形的結(jié)構(gòu)外，其它結(jié)構(gòu)與方案一類似；具有同心正方形結(jié)構(gòu)的過水?dāng)嗝妫瑥膬?nèi)層向外水處理單元的過水?dāng)嗝嬷鸩竭f增。
[0046]方案三、本方案的水處理單元具有相同的圓形結(jié)構(gòu)，其包含一組圓形金屬負(fù)電極板(001)和一根金屬正電極(002)棒狀體,設(shè)備從內(nèi)層向外米用分層布置水處理單兀，金屬負(fù)電極板(001)組成圓形結(jié)構(gòu)的過水?dāng)嗝妫饘僬姌O(002)位于斷面的中心位置，另外，流經(jīng)水處理單元之間、水處理單元與筒形外圓(007)之間的水不能進(jìn)行水處理，但對于循環(huán)處理的循環(huán)水，可以保證總體水質(zhì)的達(dá)標(biāo)。
[0047]方案四、每個水處理單元均為方形的結(jié)構(gòu)，具有相同的過水?dāng)嗝妫捎镁仃囀讲贾?，相對于前三個方案，具有便于施工和操作，穩(wěn)定性好，空間利用率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是金屬負(fù)電極板(001)上各處的電位不一樣，造成電流的分布不均勻，金屬負(fù)電極板
(001)各處吸附陽離子的效率不同；具有方形結(jié)構(gòu)的過水?dāng)嗝?，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置，具有相同的過水?dāng)嗝妫捎镁仃囀讲贾谩?br> [0048]對不同規(guī)模的水處理工程，通過對水處理單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及水處理單元的數(shù)量進(jìn)行設(shè)計計算調(diào)整，可以滿足各種規(guī)模的水處理工程需要。
[0049]以上具體實(shí)施方案只是本發(fā)明的具體實(shí)施例子，不表示本發(fā)明只能這樣進(jìn)行實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.一種封閉式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的封閉式電吸附水處理技術(shù)的設(shè)備是由水處理單元組成的，水處理單元包括作為低壓直流電源正電極的金屬正電極(002)和作為低壓直流電源負(fù)電極的金屬負(fù)電極板(001)，所述的金屬負(fù)電極板(001)和所述的金屬正電極(002)之間形成過水?dāng)嗝?，金屬?fù)電極板(001)、金屬正電極(002)和流過所述過水?dāng)嗝娴乃w形成電氣回路，在所述低壓直流電源的作用下，使鈣、鎂離子流向電源負(fù)極，生成碳酸鈣、碳酸鎂沉淀、吸附于金屬負(fù)電極板(001)上。
2.基于權(quán)利I的封閉式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的封閉式電吸附水處理技術(shù)的設(shè)備，沿水流方向的縱斷面上是由相同的水處理單元串行組成的。
3.基于權(quán)利2的封閉式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的串行組成的水處理單元組包含至少一個進(jìn)水閘和一個出水閘。
4.基于權(quán)利3的同心圓式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的進(jìn)水閘和出水閘都包含有閘門槽(005)和閘門板(006)。
5.基于權(quán)利4的同心圓式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的閘門槽(005)制作在水處理單元上，閘門板(006)在使用的時候安裝在閘門槽(005)里。
6.基于權(quán)利I的封閉式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的金屬正電極(002)可以是實(shí)心金屬鋼材的、或管狀金屬鋼材的、或薄鋼板包芯材料的、或網(wǎng)狀金屬包芯材料的、或各種型鋼材料制作而成的柱狀體。
7.基于權(quán)利I的封閉式電吸附水處理技術(shù)，其特征在于:所述的水處理單元可以是同心圓筒形、或同心方筒形、或等徑多圓分布形、或方形矩陣形結(jié)構(gòu)的過水?dāng)嗝妗?br> 【文檔編號】C02F5/00GK104230009SQ201410463612
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】陳昱如, 陳力銘, 李文忠 申請人:陳昱如