CN104773792A - 连续电化学反应水处理试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续电化学反应水处理试验装置及方法。它包括供水箱、潜水泵、供水管、溢流管、稳压箱、反应池、进水管、流量计、进水控制阀、电极、电极支架、电源、磁力搅拌器、磁力转子、出水管、出水控制阀、储水箱；供水箱和稳压箱之间架设供水管和溢流管，供水管连接潜水泵，稳压箱经流量计和进水控制阀通过进水管与反应池相连，反应池里放置磁力转子，电极通过电极支架悬放在反应池中，电极与电源相连接，反应池放置在磁力搅拌器之上，反应池与储水箱之间设有出水管，出水管上设有出水控制阀。本发明具有结构简单、投资节省、操作方便、试验工况种类多等优点，可用于雨水、工业废水、生活污水等电化学反应处理试验研究，推广价值显著。

Description

连续电化学反应水处理试验装置及方法

技术领域

本发明属于非常规水资源开发和水质处理领域，特别是一种连续电化学反应水处理试验装置及方法。

背景技术

水是人类和地球上一切其他生物赖以生存的物质基础。在淡水资源中,与人类生产生活密切相关且较易开发利用的湖泊、河流、浅层地下水等淡水储量仅为104.6万亿立方米, 分别只占地球水总储量的0.0091%和淡水总量的2.99%，作为污水排放大国，我国目前的年排污量大约为350亿立方米，但城市的污水处理率仅为15.8％，而美国等西方发达国家早在1980年就已达到了70%。我国有大约超过80％的城市直接排放未经任何处理的污水到附近的水体，这使得水污染加剧。中小城镇的污水处理能力远远低于全国平均水平，突出表现在污水处理的基础设施严重缺乏。与此相对应的是中国人均淡水资源匮乏。污水处理与再利用可以使这个现象有明显的改观。

从20世纪初开始，欧洲各国开始了对污水处理利用的研究。目前，虽然国内在污水水质处理上研究较多，但是可以用在家庭内部尤其是污废水收集处理措施欠缺的某些农村偏远地区的家庭单元式污废水处理方法或者装置未曾见到，更没有将污水水质处理和连续电化反应相结合的污水水质电化自净技术，迫切需要在这方面进行突破，从而降低污水处理的成本，提高污水资源的开发潜力。在能源匮乏、环境污染和水资源问题凸显的大背景下，进行连续电化学反应水处理试验研究，对于保护人类生存环境、缓解能源和水资源危机有着非常重要的理论和实际意义，对绿色城市建设和缺水缺电地区的经济社会可持续发展也有着巨大的实用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的空白与不足，提供一种连续电化学反应水处理试验装置及方法。

连续电化学反应水处理试验装置包括供水箱、潜水泵、供水管、溢流管、稳压箱、反应池、进水管、流量计、进水控制阀、电极、电极支架、电源、磁力搅拌器、磁力转子、出水管、出水控制阀、储水箱；供水箱和稳压箱之间架设供水管和溢流管，供水管连接潜水泵，潜水泵放置在供水箱里，稳压箱和反应池通过进水管相连，进水管上分别设有流量计和进水控制阀，反应池里放置磁力转子，电极通过电极支架悬放在反应池中，电极与电源相连接，反应池放置在磁力搅拌器之上，反应池与储水箱之间设有出水管，出水管上设有出水控制阀。

所述的溢流管的管径大于供水管的管径，供水管的管径大于进水管的管径，进水管的管径等于出水管的管径。

连续电化学反应水处理试验方法是：将供水箱装有足够量的待处理水体，潜水泵将待处理水体通过供水管提到稳压箱中，待处理的水体由进水管进入反应池中，经过电极发生电化学反应，处理后的水体通过出水管流入储水箱中，稳压箱多出的待处理水体通过溢流管流回供水箱中，从而形成稳定的水压，试验流量和反应池中的反应水体高度通过调节进水控制阀和出水控制阀实现，试验流量由流量计读取，电极的反应电流由电源提供，磁力转子在磁力搅拌器的磁场作用下对反应池中的水体进行搅拌。

本发明具有结构简单、投资节省、操作方便、试验工况种类多等优点，可用于雨水、工业废水、生活污水等电化学反应处理试验研究，推广价值显著。

附图说明

图1是连续电化学反应水处理试验装置的组成示意图。

具体实施方式

如图1所示，连续电化学反应水处理试验装置包括供水箱1、潜水泵2、供水管3、溢流管4、稳压箱5、反应池6、进水管7、流量计8、进水控制阀9、电极10、电极支架11、电源12、磁力搅拌器13、磁力转子14、出水管15、出水控制阀16、储水箱17；供水箱1和稳压箱5之间架设供水管3和溢流管4，供水管3连接潜水泵2，潜水泵2放置在供水箱1里，稳压箱5和反应池6通过进水管7相连，进水管7上分别设有流量计8和进水控制阀9，反应池6里放置磁力转子14，电极10通过电极支架11悬放在反应池6中，电极10与电源12相连接，反应池6放置在磁力搅拌器13之上，反应池6与储水箱17之间设有出水管15，出水管15上设有出水控制阀16。

所述的溢流管4的管径大于供水管3的管径，供水管3的管径大于进水管7的管径，进水管7的管径等于出水管15的管径。所述的进水控制阀9和出水控制阀16关闭后，连续电化学反应水处理试验装置变成分批电化学反应水处理试验装置。

连续电化学反应水处理试验方法是：将供水箱1装有足够量的待处理水体，潜水泵2将待处理水体通过供水管3提到稳压箱5中，待处理的水体由进水管7进入反应池6中，经过电极10发生电化学反应，处理后的水体通过出水管15流入储水箱17中，稳压箱5多出的待处理水体通过溢流管4流回供水箱1中，从而形成稳定的水压，试验流量和反应池6中的反应水体高度通过调节进水控制阀9和出水控制阀16实现，试验流量由流量计8读取，电极10的反应电流由电源12提供，磁力转子14在磁力搅拌器13的磁场作用下对反应池6中的水体进行搅拌。

以实施的连续电絮凝雨水处理试验为例，装置采用了有机玻璃板制作稳压箱、反应池和电极支架，供水箱和储水箱分别为一容积10升的水桶，稳压箱和反应池大小均为10厘米×10厘米×15厘米矩形槽；用宽度不同且带有贯穿孔的有机玻璃条夹在电极板之间用来控制极板的间距，并用螺丝螺母进行固定，采用双铝电极作为电极板，共四块，每块长宽厚均为16厘米、13厘米、0.2厘米；用能提供稳定电流的高精度直流电源为电极板供电，流量计为电磁式流量计，用以精确计量雨水流量；反应池中产生的少量漂浮物和沉淀用玻璃吸管去除；运用该装置可以非常便利地实现雨水电絮凝连续和分批处理试验研究。

本试验装置适用于高等院校和科研单位的科学研究，探究连续电化学反应水处理中不同流量、电极材质、电极板反应面积、电流电压等因素对水质处理效果的影响规律，寻找最佳反应条件，同时还可以用来开展分批电化学反应水处理试验，本试验装置的原理和方法也可以供实际中的连续电化学反应水处理设备借鉴，具有很好的推广应用前景。

Claims (3)

1.一种连续电化学反应水处理试验装置，其特征在于包括供水箱（1）、潜水泵（2）、供水管（3）、溢流管（4）、稳压箱（5）、反应池（6）、进水管（7）、流量计（8）、进水控制阀（9）、电极（10）、电极支架（11）、电源（12）、磁力搅拌器（13）、磁力转子（14）、出水管（15）、出水控制阀（16）、储水箱（17）；供水箱（1）和稳压箱（5）之间架设供水管（3）和溢流管（4），供水管（3）连接潜水泵（2），潜水泵（2）放置在供水箱（1）里，稳压箱（5）和反应池（6）通过进水管（7）相连，进水管（7）上分别设有流量计（8）和进水控制阀（9），反应池（6）里放置磁力转子（14），电极（10）通过电极支架（11）悬放在反应池（6）中，电极（10）与电源（12）相连接，反应池（6）放置在磁力搅拌器（13）之上，反应池（6）与储水箱（17）之间设有出水管（15），出水管（15）上设有出水控制阀（16）。

2.如权利要求1所述的连续电化学反应水处理试验装置，其特征在于所述的溢流管（4）的管径大于供水管（3）的管径，供水管（3）的管径大于进水管（7）的管径，进水管（7）的管径等于出水管（15）的管径。

3.一种使用如权利要求1所述装置的连续电化学反应水处理试验方法，其特征在于将供水箱（1）装有足够量的待处理水体，潜水泵（2）将待处理水体通过供水管（3）提到稳压箱（5）中，待处理的水体由进水管（7）进入反应池（6）中，经过电极（10）发生电化学反应，处理后的水体通过出水管（15）流入储水箱（17）中，稳压箱（5）多出的待处理水体通过溢流管（4）流回供水箱（1）中，从而形成稳定的水压，试验流量和反应池（6）中的反应水体高度通过调节进水控制阀（9）和出水控制阀（16）实现，试验流量由流量计（8）读取，电极（10）的反应电流由电源（12）提供，磁力转子（14）在磁力搅拌器（13）的磁场作用下对反应池（6）中的水体进行搅拌。