CN201021437Y - 自适应脉冲电解装置 - Google Patents
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Abstract
一种自适应脉冲电解装置，属采用电解法处理工业污水的设备。该电解装置由变电整流单元，脉冲发生器，氧化还原反应电解槽，电导率采样器，智能模块处理器组成。它根据污水的电导率而采用不同的电解参数，并将交流电直接变换为宽度可调的脉冲电能进行电解。电解处理后的水再经沉淀、精滤操作并采用催化曝气生物滤塔进行生化处理后输出。其电解能耗显著降低，处理的工业废水可达到回用要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于污水处理的电化学处理设备，特别是用于工业污水处理的自适应脉冲电解装置以及采用电解法和生物法相结合处理工业污水，使达到回用标准的设备。
背景技术
随着人口的增长和工业的发展，自然资源和环境也同时受到严重的破坏，环境保护已成为威胁人类生存的问题。防止水质污染，保护水资源更是迫在眉睫。工业废水含有不少毒物和致癌物，如苯、含铬化合物，重金属，煤焦油等等。工业废水污染河流湖泊，形成严重的环境污染，严重危害水产资源和人类健康。针对工业废水的问题，人们采取了物理的、化学的、生物的以及电化学的方法进行处理。若仅采用单一的生物法、物理法、化学法或电化学法对工业废水进行处理，不能使处理后废水达到工业回收利用标准。
现有电化学法(即电化学分离技术)采用低电压(3～12V)、大电流的电解槽处理工业废水。电解槽运行时以常规直流电进行电解，不能根据不同质的工业废水而采用不同的电解参数，因而造成耗电量大、电极耗量大、运转费用高(电解耗电1-2度/吨水，电极消耗100-200克/吨水，处理费用1-2。5元/吨水)的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种耗电量低、电极消耗低、根据不同污水采用不同电解参数的自适应脉冲电解装置。
本新型的目的是通过以下技术方案加以实现的：一种自适应脉冲电解装置，主要由变电整流单元，脉冲发生器，氧化还原反应电解槽，电导率采样器，智能模块处理器组成；其中：
变电整流单元，对输入的220V或380V交流电经三相桥式整流电路整流后，输出电压≤600V的直流电；
电导率采样器，对氧化还原反应电解槽中的水质进行采样，输出水质采用信号；
智能模块处理器，接收电导率采样器的输出信号，并根据水处理指标设定值，确定该水质的电解电流及电压的取值，并输出控制信号至脉冲发生器；
脉冲发生器，与变电整流单元输出端连接，在智能模块处理器的控制信号的作用下，将变电整流单元来的直流电变换为宽度可调的电脉冲，并输出至氧化还原反应电解槽，以对污水进行电解处理。
上述氧化反应电解槽中等间距地设置有多组铁质电极板，其首、尾电极板分别连接电源的正、负极。
本实用新型的另一个目的是提供一种处理工业废水并达到工业回收标准的采用自适应脉冲电解装置的工业废水处理设备。
本新型的另一目的由以下技术方案加以实现：一种自适应脉冲电解装置的工业废水处理设备，其特征是：包括：
自适应脉冲电解装置，待处理污水经进水阀进入氧化还原反应电解槽，电解后，再经出水阀排出；
沉淀池，引入电解处理后的水并进行沉淀分离处理，其上部清液由水泵输出；
精滤塔，其进口与沉淀池出口连通，沉淀分离后的清液从塔顶部进入，从塔底部流出，完成过滤操作；
催化曝气生物滤塔，对精滤塔来的过滤液在催化作用下进行生化处理，最后输出达到工业回用标准的成品水。
本实用新型的要点是将普通直流电解凝聚改为自适应脉冲电解装置，即将单相220V或三相380V交流电，直接变换为宽度可调的自适应电脉冲进行电解，同时，采用智能模块处理器(即微处理器中预置智能处理模块)，以根据待处理水质电导率相应确定电化学分解的电流、电压参数(水质电导率与电解参数之间对应关系根据经验和实测确定)，从而控制脉冲发生器产生对应的电脉冲，该电脉冲为矩形余弦波)，最终，使得在同样的净化效率前提下，整体能耗显著降低。
与现有电解凝聚法相比，本电解装置具有整体能耗显著降低的优势。
1、现有电解槽的电解耗电为1-2度/吨水，电极消耗100-200克/吨水，处理费用1-2。5元/吨水，而本新型电解槽的电解耗电为0.19～0.5度/吨水，电极消耗20～50克/吨水，处理费用0.2～0.5元/吨水(参见表一、表二)。
2、经试用实测本工业废水处理设备对织染废水、皮革废水处理后，完全可达到回用标准，见下面表一、表二。
表一：
表二：
本***设备的工业处理过程如下：工业废水经氧化还原反应电解槽进行电化学反应，处理后的水进入沉淀池进行重力沉降分离，其上部清液由水泵送入精滤塔(现有技术)过滤后，再送入催化曝气生物滤塔(一般为两个，本发明人在现有的填充有活性炭的生物滤塔中加入催化剂-即用催化剂处理沸石而构成，进行生化反应，最后得到符合工业回用标准的水。由于催化剂作用加速了生物膜的形成，加快了生化反应速度，使废水中有机物进一步分解，降低水的硬度，溶解性物质都起到了很大作用，使出水达到了工业回用水的指标，且塔中活性炭不需取出再生，提高了活性炭的使用周期，提高了经济效益。而现有的相应污水处理设备未采用催化曝气生物滤塔进行生化反应处理，因此，其处理后的水指标如TDS(总固体溶解度)以及硬度均达不到工业回用要求。
附图说明
图1是本新型自适应脉冲电解装置的电原理示意图；
图2是图1所示氧化还原反应电解槽与控制柜的连接示意图；
图3是本新型氧化还原反应电解槽后续的工业废水处理设备的连接关系示意图。
具体实施方式
图1示出，自适应脉冲电解装置主要由变电整流单元，脉冲发生器，氧化还原反应电解槽，电导率采样器，智能模块处理器(即微处理器，其内预置有水质电导率-电解参数的程序)组成；其中，
变电整流单元，对输入的220V或380V交流电经三相变压器BY(三相输入端A、B、C输出端a、b、c)变压、再经三相桥式整流电路整流后，输出电压≤600V的直流电；图中，六个二极管D1～D6接成桥式。
电导率采样器，对氧化还原反应电解槽中的水质进行采样，输出水质采样信号；
智能模块处理器，接收电导率采样器的输出信号，并根据水处理指标设定值，确定该水质的电解电流及电压的取值，并输出控制信号至脉冲发生器；
脉冲发生器，与变电整流单元输出端连接，在智能模块处理器的控制信号的作用下，将变电整流单元来的直流电变换为宽度可调的电脉冲，并输出至氧化还原反应电解槽，以对污水进行电解处理。
图1中，K1～K4为电解槽的正负极换向开关。V为电压表，A为电流表。
参见图2，氧化反应电解槽1中等间距地设置有多组铁质电极板，其首、尾电极板分别连接电源的正、负极(属平行板或电解槽，且极板呈复极式设置：只有电解槽两端的两块极板联接电源，其余中间多块的一面为阳极，另一面为阴极，具有双重性。相邻两块极板和它们之间的电解液组成一个电解单元。彼此串联在一起)；变电整流单元、智能模块处理器均设置在控制柜3中(图2)；氧化还原反应电解槽的下部设置有排泥管(其上有排泥阀F3)；氧化还原反应电解槽的上部设置有排渣管2；氧化还原反应电解槽的金属外壳接地。
参见图3，采用自适应脉冲电解装置的工业废水处理设备，包括：
自适应脉冲电解装置，待处理污水经进水阀F1进入氧化还原反应电解槽，电解后，再经出水阀F2排出；
沉淀池4，电解处理后的水进行沉淀分离处理，上部清液由泵5进入精滤塔。
精滤塔6，沉淀分离后的清液从塔顶部进入，从塔底部流出，完成过滤操作；
催化曝气生物滤7、8(两塔串联)，对精滤塔来的过滤液在催化作用下进行生化处理，最后输出达到工业回用标准的成品水。
上述电导率采样器为现有技术。
实施例1：
织染废水，通过废水处理指标的设定和废水电导率g＝R/Z2采样(80～100西门子)。由JLS智能模块控制器，实现三相全控整流电路，输出直流电压的无极可调(0～600V)，在经JLS脉冲输出器，产生宽度可调的脉冲电能到电解槽对废水进行有效分解，再经沉淀，过滤，催化生物滤塔的深度处理，净水达到表一要求，并在工业中回用。
如图1所示，可改变磁棒在电感线圈L中的伸入长度，相应改变脉冲发生电输出脉冲的宽度，从而对输出脉冲的宽度进行相应的控制。
又如，脉冲发生器可采用脉冲宽度可控的脉冲发生器(由4位数值比较器CC4585和双BCD同步加计数器CC4518等构成，CC4585B组输入端可由BCD码拨盘开关或计数器控制，只要改变预置数，就可在输出端得到脉宽可控的输出脉冲。
实施例2：
皮革废水，通过废水处理指标的设定和废水电导率(g＝R/Z2)的采样(100～150西门子)。由(JLS)智能模块控制器，实现三相全控整流电路，输出直流电压的无极可调(0～480V)，在经(JLS)脉冲输出器(即脉冲发生器)，产生宽度可调的脉冲电能到电解槽对废水进行有效分解，再经沉淀、过滤、催化生物滤塔的深度处理，净水达到表二要求，并在工业中回用。
本实用新型是利用智能模块处理器，对于废水处理设定值和电导率采样器(即I、V采样器)，通过脉冲发生器，产生自适应脉冲电流、电压对电解槽内废水进行有效分解。实现处理效果好、节能、大幅度降低电耗、铁耗。适应范围广，对不同性质的工业废水进行有效处理。结合催化曝气生物滤塔进一步提高水质，使处理后的水能回到工业再利用。适应于中小企业废水净化和回用处理，对于有效利用水资源具有十分重要意义。
Claims (6)
1.一种自适应脉冲电解装置，其特征是：主要由变电整流单元，脉冲发生器，氧化还原反应电解槽，电导率采样器，智能模块处理器组成；其中
变电整流单元，对输入的220V或380V交流电，经变压器变压以及三相桥式整流电路整流后，输出电压≤600V的直流电；
电导率采样器，对氧化还原反应电解槽中的水质进行采样，输出水质采样信号；
智能模块处理器，接收电导率采样器的输出信号，并根据水处理指标设定值，确定该水质的电解电流及电压的取值，并输出控制信号至脉冲发生器；
脉冲发生器，与变电整流单元输出端连接，在智能模块处理器的控制信号的作用下，将变电整流单元来的直流电变换为宽度可调的电脉冲，并输出至氧化还原反应电解槽，以对污水进行电解处理。
2.根据权利要求1所述自适应脉冲电解装置，其特征是：所述氧化反应电解槽中等间距地设置有多组铁质电极板，其首、尾电极板分别连接电源的正、负极。
3.根据权利要求2所述自适应脉冲电解装置，其特征是：所述变电整流单元、智能模块处理器均设置在控制柜中。
4.根据权利要求2所述自适应脉冲电解装置，其特征是：所述氧化还原反应电解槽的下部设置有排泥管。
5.根据权利要求4所述自适应脉冲电解装置，其特征是：所述氧化还原反应电解槽的上部设置有排渣管。
6.根据权利要求2所述自适应脉冲电解装置，其特征是：所述氧化还原反应电解槽的金属外壳接地。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080213 Termination date: 20130209 |