專利名稱：高頻脈沖電凝聚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電凝聚，確切的說是一種高頻脈沖電凝聚。
背景技術(shù)：
電凝聚也叫電浮選，在直流電源外電壓的作用下，利用可溶性陽極(鋁)
產(chǎn)生大量陽離子，再通過電解裝置的電極反應(yīng)，生成al3+，再凝聚成al(gh)3。
同時(shí)，陰極上析出大量氫氣微氣泡，與絮體粘附在一起，上浮吸附系統(tǒng)中直徑很 小的污染物，達(dá)到對污染物的分離和濃縮。鋁電極通直流電時(shí)，發(fā)生如下電極
反應(yīng)
陽極(氧化)AL+3e->AL3+
陰極(還原) 2H20+2e->H2 t +20H—
總電極反應(yīng)al+2h20—_〉al+10h20+02-al(oh)3+4h2
電極產(chǎn)生的AL3+，生成^"h)3絮體，廢水中的有機(jī)和無機(jī)污染物(如重金 屬離子、懸浮物等)被吸附到^(oh》絮體上發(fā)生沉淀，陰極產(chǎn)生H2，可進(jìn)行電 氣浮，可去除印染廢水中的污染物。
電凝聚作為廢除處理的一種有效手段，很早就得到了應(yīng)用。電凝聚處理 污水，具有無需添加氧化劑，絮凝劑等化學(xué)藥品，設(shè)備體積小，占地面積少， 操作簡便靈活等優(yōu)點(diǎn)。但由于其在實(shí)際應(yīng)用中，單位電耗和鋁耗較大，使電凝 聚設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用得到了限制。另外，電凝聚過程中，電解一段時(shí)間后，陽 極極板會發(fā)生鈍化現(xiàn)象，鈍化時(shí)電極表面附著一層氧化物保護(hù)膜。檢測發(fā)現(xiàn)， 電極電位偏離正常電化學(xué)發(fā)應(yīng)電極電位而變正電位。表現(xiàn)為陽極溶出停止，電 解槽只有氧化，還原和上浮作用，電凝聚作用小時(shí)，液面浮著大量泡沫，這樣使電流效率降低，從而延緩電解過程。 發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實(shí)用新型在直流電源電凝聚的基礎(chǔ)上，提出一種高頻脈 沖電凝聚，它包括凝聚槽、浮選槽、電極板、循環(huán)泵、電源，所述電源為高頻 脈沖電源，高頻脈沖電源與凝聚槽相連。所述高頻脈沖電源包括電源輸入、斷 路器、整流橋模塊組合、逆變回路、高頻變壓器、高頻整流模塊、換向控制開 關(guān)、脈沖列寬度調(diào)節(jié)控制、脈沖列間歇調(diào)節(jié)、綜合控制器、電流反饋取樣、直 流反饋取樣、脈沖列間歇控制、高頻間歇脈沖列輸出，所述電源輸入與斷路器、 整流橋模塊組合依次串聯(lián)，所述逆變回路、高頻變壓器、高頻整流模塊依次串 聯(lián)，所述整流橋模塊通過線路連接逆變回路，所述綜合控制器連接于整流橋模 塊和逆變回路線路之間的線路上，進(jìn)行直流反饋取樣，所述綜合控制器與所述 逆變回路連接，進(jìn)行脈沖列間歇控制，所述脈沖列寬度調(diào)節(jié)控制、脈沖列間歇 調(diào)節(jié)對所述綜合控制器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，所述綜合控制器連接于高頻整流模塊 與換向控制開關(guān)之間的線路上，進(jìn)行直流反饋取樣，最后，通過換向控制開關(guān) 進(jìn)行高頻間歇脈沖列輸出。
電解槽與脈沖電源相連接，構(gòu)成電解體系，其進(jìn)行的電解過程就是脈沖電
解，電流從接通到斷開的時(shí)間為Ta為脈沖持續(xù)時(shí)間，也叫脈沖寬度，即電解的 工作時(shí)間，電流斷開到接通時(shí)間Tb為電解間歇時(shí)間，或叫脈沖間歇。
高頻脈沖電凝聚使用的電源為高頻脈沖電源，輸出三個獨(dú)立的參數(shù)，即脈 沖電源(或電流)幅值，脈沖寬度Ta和脈沖間歇Tb，為了達(dá)到較好的去污和節(jié) 能效果，可對這三個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
脈沖周期為脈沖寬度和脈沖間歇之和，脈沖頻率則是脈沖周期的倒數(shù)，設(shè) 占空比為r，則r為導(dǎo)通時(shí)間(脈沖寬度)與脈沖周期之比r=Ta/ (Ta+Tb)，通過改變占空比r的值，就可得到不同的節(jié)能效果。高頻脈沖不斷重復(fù)進(jìn)行"供電 一斷電一供電"的高頻脈沖電解過程，使電解效率得到大幅度地提高。脈沖電 解，通電時(shí)間小于電解處理總反應(yīng)時(shí)間，鋁的溶解量將少于直流電解時(shí)的溶解
電解槽內(nèi)的電流是離子在電場作用下流動而形成的，在供電時(shí)間內(nèi)，離子 濃度會迅速降低，而在斷電時(shí)間內(nèi)，離子濃度又會得到迅速恢復(fù)和補(bǔ)充。所以 在脈沖供電方式下電流密度要比直流供電下的電流密度有所提高，這就使得電 解去污效果增加。
周期換向脈沖是在正向脈沖(陰極脈沖)后緊跟一個反向脈沖(陽極脈沖)。 在電解過程中，如果施加周期換向的脈沖信號，既具備脈沖電解的特點(diǎn)，又由 于兩極均可溶，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用。同時(shí)兩極極性的經(jīng)常 變化，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用。同時(shí)兩極極性的經(jīng)常變化，對 防止電極鈍化也起到積極作用。
脈沖電壓在100V-150V左右，相對直流供電的電壓增大了不少，事實(shí)上，
采用較高的電壓，可以大大降低總電流強(qiáng)度，減少電解時(shí)間，從而提高電流效 率，降低電耗、鋁耗、電解效果會更好。由于整個平均電耗降低，電流又不大， 因此變壓器不容易發(fā)熱，設(shè)備運(yùn)行安全可靠。
本實(shí)用新型的有益效果是
1、 與直流電源電凝聚相比，本實(shí)用新型克服了直流電源電凝聚存在的缺 點(diǎn)，高頻脈沖電凝聚高效、節(jié)能、節(jié)省電極，擴(kuò)大了電凝聚的使用范圍。
2、 與直流電源電凝聚相比，本實(shí)用新型節(jié)電的同時(shí)大幅度降低了鋁耗。
由于施加的是脈沖信號，電極上的反應(yīng)時(shí)斷時(shí)續(xù)，有利于擴(kuò)散，降低了濃差極化，降低了電耗。
3、與直流電源電凝聚相比，本實(shí)用新型高頻脈沖電凝聚可以節(jié)電25%，節(jié)
省電極消耗15-25%，陽極電極發(fā)生鈍化現(xiàn)象小，電流密度高，電解去污效果強(qiáng)。
圖1、高頻脈沖電源結(jié)構(gòu)圖 圖2、高頻脈沖電凝聚流程圖 圖3、高頻脈沖電凝聚主視圖 圖4、高頻脈沖電凝聚俯視圖 圖5、高頻脈沖電凝聚左視圖
其中，1:斷路器，2:整流橋模塊組合，3:逆變回路，4:高頻變壓器， 5:高頻整流模塊，6:換向控制開關(guān)，7:脈沖列寬度調(diào)節(jié)控制， 8:脈沖列間歇調(diào)節(jié)，9:綜合控制器，10:電流反饋取樣， 11:直流反饋取樣，12:脈沖列間歇控制，13:電源輸入， 14:高頻間歇脈沖列輸出，21:凝聚槽，22:電極板，23:浮選槽， 24:循環(huán)泵，25:電源，31:污水池里面的污水，32:水泵， 33:流量計(jì)，34:沉淀池
具體實(shí)施方式
如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5所示， 一種高頻脈沖電凝聚，它包括凝聚 槽21、浮選槽23、電極板22、循環(huán)泵24、電源25，所述電源25為高頻脈沖電 源，高頻脈沖電源與凝聚槽21相連。所述高頻脈沖電源包括電源輸入13、斷路 器l、整流橋模塊組合2、逆變回路3、高頻變壓器4、高頻整流模塊5、換向控 制開關(guān)6、脈沖列寬度調(diào)節(jié)控制7、脈沖列間歇調(diào)節(jié)8、綜合控制器9、電流反饋取樣10、直流反饋取樣11、脈沖列間歇控制12、高頻間歇脈沖列輸出14，
所述電源輸入13與斷路器1、整流橋模塊組合2依次串聯(lián)，所述逆變回路3、 高頻變壓器4、高頻整流模塊5依次串聯(lián)，所述整流橋模塊2通過線路連接逆 變回路3，所述綜合控制器9連接于整流橋模塊2和逆變回路線路3之間的線路 上，進(jìn)行直流反饋取樣ll，所述綜合控制器9與所述逆變回路3連接，進(jìn)行脈 沖列間歇控制12，所述脈沖列寬度調(diào)節(jié)控制7、脈沖列間歇調(diào)節(jié)8對所述綜合 控制器9進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，所述綜合控制器9連接于高頻整流模塊5與換向控 制開關(guān)6之間的線路上，進(jìn)行直流反饋取樣ll，最后，通過換向控制開關(guān)6進(jìn) 行高頻間歇脈沖列輸出14。
凝聚槽21與脈沖電源25相連接，構(gòu)成電解體系，其進(jìn)行的電解過程就是 脈沖電解，電流從接通到斷開的時(shí)間為Ta為脈沖持續(xù)時(shí)間，也叫脈沖寬度，即 電解的工作時(shí)間，電流斷開到接通時(shí)間Tb為電解間歇時(shí)間，或叫脈沖間歇。
高頻脈沖電凝聚使用的電源為高頻脈沖電源，輸出三個獨(dú)立的參數(shù)，即脈 沖電源(或電流)幅值，脈沖寬度Ta和脈沖間歇Tb，為了達(dá)到較好的去污和節(jié) 能效果，可對這三個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
脈沖周期為脈沖寬度和脈沖間歇之和，脈沖頻率則是脈沖周期的倒數(shù)，設(shè) 占空比為r，則r為導(dǎo)通時(shí)間(脈沖寬度)與脈沖周期之比r=Ta/ (Ta+Tb)，通 過改變占空比r的值，就可得到不同的節(jié)能效果。高頻脈沖不斷重復(fù)進(jìn)行"供電 一斷電一供電"的高頻脈沖電解過程，使電解效率得到大幅度地提高。脈沖電 解，通電時(shí)間小于電解處理總反應(yīng)時(shí)間，鋁的溶解量將少于直流電解時(shí)的溶解
凝聚槽21內(nèi)的電流是離子在電場作用下流動而形成的，在供電時(shí)間內(nèi)， 離子濃度會迅速降低，而在斷電時(shí)間內(nèi)，離子濃度又會得到迅速恢復(fù)和補(bǔ)充。所以在脈沖供電方式下電流密度要比直流供電下的電流密度有所提高，這就使 得電解去污效果增加。
周期換向脈沖是在正向脈沖(陰極脈沖)后緊跟一個反向脈沖(陽極脈沖)。 在電解過程中，如果施加周期換向的脈沖信號，既具備脈沖電解的特點(diǎn)，又由 于兩極均可溶，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用。同時(shí)兩極極性的經(jīng)常 變化，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用。同時(shí)兩極極性的經(jīng)常變化，對 防止電極鈍化也起到積極作用。
脈沖電壓在100V-150V左右，相對直流供電的電壓增大了不少，事實(shí)上， 采用較高的電壓，可以大大降低總電流強(qiáng)度，減少電解時(shí)間，從而提高電流效 率，降低電耗、鋁耗、電解效果會更好。由于整個平均電耗降低，電流又不大， 因此變壓器不容易發(fā)熱，設(shè)備運(yùn)行安全可靠。
高頻脈沖電凝聚的工作過程是污水池31里面的污水經(jīng)過水泵32，從低 部進(jìn)入高頻脈沖電凝聚的凝聚槽21，經(jīng)過流量計(jì)33,污水由下而上均勻地通過 電極，溢流到浮選槽23內(nèi)。在浮選槽23內(nèi)，為了凝聚劑均勻分布，并與污染 物質(zhì)發(fā)生充分的發(fā)應(yīng)，使絮凝劑有充分的時(shí)間吸附污染物質(zhì)，形成絮狀物。為 此在浮選池內(nèi)利用水泵進(jìn)行循環(huán)水利混合。
使用時(shí)先通水，后通電。將進(jìn)水閥打開，啟動高頻脈沖電源，將電流逐步
升高至額定電流值。調(diào)整好自動到極時(shí)間，進(jìn)水閥調(diào)節(jié)到額定流量，使流量和
操作電流保持穩(wěn)定。到浮選槽23水滿至一定水位時(shí)，開啟水泵，將污水泵入沉 淀池34內(nèi)沉淀，沉淀池34運(yùn)行時(shí)需要控制進(jìn)水閥，保持處理水量與凝聚槽進(jìn) 水量相適應(yīng)，保證電解后污水在浮選槽內(nèi)的停留時(shí)間。
權(quán)利要求1、一種高頻脈沖電凝聚，包括凝聚槽、浮選槽、電極板、循環(huán)泵、電源，其特征在于電源為高頻脈沖電源，所述高頻脈沖電源與所述凝聚槽相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高頻脈沖電凝聚，其特征在于所述高頻脈沖電源包括電源輸入、斷 路器、整流橋模塊組合、逆變回路、高頻變壓器、高頻整流模塊、換向控制開關(guān)、脈沖列寬 度調(diào)節(jié)控制、脈沖列間歇調(diào)節(jié)、綜合控制器、電流反饋取樣、直流反饋取樣、脈沖列間歇控 制、高頻間歇脈沖列輸出，所述電源輸入與斷路器、整流橋模塊組合依次串聯(lián)，所述逆變回 路、高頻變壓器、高頻整流模塊依次串聯(lián)，所述整流橋模塊通過線路連接逆變回路，所述綜 合控制器連接于整流橋模塊和逆變回路線路之間的線路上，進(jìn)行直流反饋取樣，所述綜合控 制器與所述逆變回路連接，進(jìn)行脈沖列間歇控制，所述脈沖列寬度調(diào)節(jié)控制、脈沖列間歇調(diào) 節(jié)對所述綜合控制器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，所述綜合控制器連接于高頻整流模塊與換向控制開關(guān) 之間的線路上，進(jìn)行直流反饋取樣，最后，通過換向控制開關(guān)進(jìn)行高頻間歇脈沖列輸出。
專利摘要為了解決直流電源電凝聚單位電耗和鋁耗大，陽極極板會發(fā)生鈍化、陽極溶出停止，電流效率較低，電解延緩的問題，本實(shí)用新型在直流電源電凝聚的基礎(chǔ)上提出一種高頻脈沖電凝聚，包括凝聚槽、浮選槽、電極板、循環(huán)泵、電源，其特征在于電源為高頻脈沖電源，所述高頻脈沖電源與所述凝聚槽相連。與直流電源電凝聚相比，它克服了直流電源電凝聚存在的缺點(diǎn)，高頻脈沖電凝聚高效、節(jié)能、節(jié)省電極，擴(kuò)大了電凝聚的使用范圍，節(jié)電的同時(shí)大幅度降低了鋁耗。
文檔編號C02F1/463GK201240902SQ20082003765
公開日2009年5月20日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者張維金 申請人:張維金