封閉式電吸附水處理設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種封閉式電吸附水處理設備，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電極的兩面金屬負電極板（001）構成過水斷面，金屬正電極（002）置于兩個金屬負電極板（001）的中間位置；金屬正電極（002）可以是各種形狀的柱狀結構體；水處理單元可以是同心的圓形結構、或者是同心的正方形結構、或者是相同的圓形結構、或者是相同的正方形結構，串行組成的每組水處理單元組包含至少一個進水閘和一個出水閘。對不同規模的水處理工程，通過對水處理單元的結構參數以及水處理單元的數量進行設計計算調整，可以滿足各種規模的水處理工程需要。
【專利說明】 封閉式電吸附水處理設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種封閉式電吸附水處理設備，屬于水處理【技術領域】，尤其適合于離子濃度高、大流量的循環水系統。
【背景技術】
[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，但傳統的處理方式無法應對水源的日益污染。
[0005]中水雖被大力提倡用于工業循環水，卻有硬度大和微生物含量高和氯根腐蝕設備等諸多危害，處理手段和處理成本受限，至今不能得到充分利用。
[0006]作為工業用水大戶采用的循環水的補水水源，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進行處理。
[0007]電吸附水處理方法具有投資小，運行和維護費用低，水資源利用率高等優點。
[0008]目前采用的電吸附水處理技術不足之處也很明顯: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備，運行和維護費用較高；污水排放量較大、浪費水資源。
【發明內容】
[0009]本實用新型是為了解決現有電吸附水處理方法的不足、尤其是循環水硬度大、易結垢、氯根高、易腐蝕等問題，在電吸附水處理方法的基礎上，對設備的結構進行改造，以解決離子濃度高、大流量的循環水問題。
[0010]封閉式電吸附水處理技術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]設備包括電氣和機械兩部分:電氣部分可以提供36伏的正、負極可交換的低壓直流電源；機械部分包括金屬負電極板(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 )和金屬負電極板(001)分層的或分區的均勻布置方式。
[0014]對于同心圓筒形封閉式電吸附水處理技術，一個水處理單元包括兩組金屬負電極板(001)和一組金屬正電極(002)，水處理單元的兩組金屬負電極板(001)是等距離的，金屬正電極(002)置于兩組金屬負電極板(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構所決定的。
[0016]水處理單元的多組金屬正電極(002)和金屬負電極板(001)之間相互均勻布置，兩面金屬負電極板(001)之間構成封閉的過水斷面，用于水處理工作的水流通道。
[0017]金屬正電極(002)、金屬負電極板(001)和水流通道內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、鎂離子流向電源負極，積聚在金屬負電極板(001)附近，并形成了一個很強的堿性環境區域，會加速使溶于水中的二氧化碳與鈣、鎂離子發生化學反應，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，使經過處理后的水質滿足生產要求。
[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斷面和一定的用于水處理的有效工作長度，具有相應的水處理能力和水處理質量。
[0021]水處理的水量與過水斷面有關，也與過水斷面內的水流速度有關，在確定水處理的能力后，根據輸水渠道的有關參數即可確定所需的過水斷面。
[0022]水處理單元的水處理能力不能滿足要求時，需要在過水斷面上增加布置相應的水處理單元。
[0023]水處理單元的水處理質量不能滿足要求時，需要在沿水流方向上進行串聯布置水處理單元，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應。
[0025]每組水處理單元至少應有一對進水口和出水口閘門，使水處理單元的進水口和出水口閘門關閉后水處理單元內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，進出水口閘門全部敞開，水流通道內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、吸附于金屬負電極板(001)，形成水垢狀的沉淀物。
[0027]水處理設備運行一段時間后，會在金屬負電極板(001)形成較多的水垢狀沉淀物，就需要進行清污處理了。
[0028]清污時采用直流電源正負極顛倒的方法，將水垢從負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行沉淀。
[0029]為保證設備的正常工作，清污可以分組進行，一次對一組或多組水處理單元組進行處理。
[0030]進行清污處理時，需將水處理單元組的進水閘門和出水閘門關閉。
[0031]倒極處理時只需關閉出水閘門，控制電路使該組低壓直流電源的正、負極切換，在反向電流的驅動下，附著在金屬負電極板(001)上的沉淀物脫落進入水中。
[0032]利用水泵等方式將污水抽出到地面沉淀池進行沉淀處理，數小時后經沉淀處理過的澄清水仍可進行循環利用，提高水資源的利用率，做到污水零排放。
[0033]本實用新型的主要特征如下:所述的封閉式電吸附水處理設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電極的金屬負電極板(001)，兩面金屬負電極板(001)之間形成環形的過水斷面，金屬正電極(002)置于兩端的金屬負電極板(001)中間位置。
[0034]所述的金屬正電極(002)可以是實心金屬鋼材的、或管狀金屬鋼材的、或薄鋼板包芯材料的、或網狀金屬包芯材料的、或各種型鋼材料制作而成的柱狀體。
[0035]所述的水處理單元具有方形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置，具有相同的過水斷面，采用矩陣式布置。
[0036]所述的水處理單元具有同心圓結構的過水斷面，從內層向外水處理單元的過水斷面逐步遞增。
[0037]所述的水處理單元的金屬負電極板(001)具有同心正方形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置，從內層向外水處理單元的過水斷面逐步遞增。
[0038]所述的水處理單元具有相同的圓形結構，其包含一組圓形金屬負電極板(001)和一根金屬正電極(002)棒狀體，設備從內層向外采用分層布置水處理單元，金屬負電極板(001)組成圓形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置。
[0039]所述的封閉式電吸附水處理設備的沿水流方向的縱斷面的是由相同的水處理單元串行組成的。
[0040]所述的串行組成的水處理單元組包含至少一個進水閘和一個出水閘，所述的進水閘和出水閘均包含閘門槽(005 )和閘門板(006 )。
[0041]所述的閘門槽(005)制作在水處理單元上，所述的閘門板(006)在使用的時候安裝在閘門槽(005)里。
[0042]本實用新型與現有的水處理技術相比具有明顯的優勢:水處理單元的有效工作面積大，水處理效率高；可以分組進行清污工作，不影響用水設備的正常運行；清污處理后的澄清水仍可循環利用，基本上沒有廢水排放。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1為方案一的同心圓式筒形電吸附水處理設備的橫剖面圖；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備的橫剖面圖；圖中編號:001-金屬負電極板，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。
具體實施方案
[0044]如圖所示，本實用新型的主要
【發明內容】
是設備的機械結構部分，在控制系統提供的低壓直流電源的驅動下進行工作，控制系統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施本實用新型技術。
[0045]方案一、同心圓式筒形電吸附水處理設備的機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 )、金屬負電極板(001)和固定水處理設備的固定底座(004);具有同心圓結構的過水斷面，從內層向外水處理單元的過水斷面面積大小逐步遞增。
[0046]設備除了最里層的水處理單元只包含一根金屬正電極(002)和一組圓形金屬負電極板(OOl)外，其他的水處理單元包含兩組環形的金屬負電極板(OOl)和一組環形的金屬正電極(002)。
[0047]設備除了最外層的金屬負電極板(001)為單面工作外，其它組的金屬負電極板(001)均為雙面工作。
[0048]金屬負電極板(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構，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)可以采用實心金屬鋼材、管狀金屬鋼材、薄鋼板包芯材料、網狀金屬包芯材料、各種型鋼材料制作而成。
[0049]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)，內部為起支撐或固定或填充作用的輔助性材料。
[0050]設備內部的金屬正電極(002)、金屬負電極板(001)采用絕緣材料將整個水處理設備固定起來。
[0051]每個需要安裝閘門的圓形或環形的水處理單元的一端或兩端設置閘門槽(005)，并配備相應的閘門。
[0052]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。
[0053]低壓直流電源的正、負極電源線，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控制，以便于正、負極切換的需要。
[0054]方案二、除了金屬負電極板(001)和環狀連接的金屬正電極(002)采用正方形的結構外，其它結構與方案一類似；具有同心正方形結構的過水斷面，從內層向外水處理單元的過水斷面逐步遞增。
[0055]方案三、本方案的水處理單兀具有相同的圓形結構，其包含一組圓形金屬負電極板(001)和一根金屬正電極(002)棒狀體,設備從內層向外米用分層布置水處理單兀，金屬負電極板(001)組成圓形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置，另外，流經水處理單元之間、水處理單元與筒形外圓(007)之間的水不能進行水處理，但對于循環處理的循環水，可以保證總體水質的達標。
[0056]方案四、每個水處理單元均為方形的結構，具有相同的過水斷面，采用矩陣式布置，相對于前三個方案，具有便于施工和操作，穩定性好，空間利用率高，成本低的優點；缺點是金屬負電極板(001)上各處的電位不一樣，造成電流的分布不均勻，金屬負電極板
(001)各處吸附陽離子的效率不同；具有方形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置，具有相同的過水斷面，采用矩陣式布置。
[0057]對不同規模的水處理工程，通過對水處理單元的結構參數以及水處理單元的數量進行設計計算調整，可以滿足各種規模的水處理工程需要。
[0058]以上具體實施方案只是本實用新型的具體實施例子，不表示本實用新型只能這樣進行實施。
【權利要求】
1.一種封閉式電吸附水處理設備，包括控制電路系統，其特征在于:所述的封閉式電吸附水處理設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電極的金屬負電極板(001),兩面金屬負電極板(001)之間形成環形的過水斷面，金屬正電極(002)置于兩端的金屬負電極板(001)中間位置。
2.根據權利要求1所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的金屬正電極(002)可以是實心金屬鋼材、或管狀金屬鋼材、或薄鋼板包芯材料、或網狀金屬包芯材料制作而成的柱狀體。
3.根據權利要求1所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的水處理單元具有方形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置，具有相同的過水斷面，采用矩陣式布置。
4.根據權利要求1所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的水處理單元具有同心圓結構的過水斷面，從內層向外水處理單元的過水斷面逐步遞增。
5.根據權利要求1所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的水處理單元的金屬負電極板(001)具有同心正方形結構的過水斷面，金屬正電極(002 )位于斷面的中心位置，從內層向外水處理單元的過水斷面逐步遞增。
6.根據權利要求1所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的水處理單元具有相同的圓形結構，其包含一組圓形金屬負電極板(001)和一根金屬正電極(002)棒狀體，設備從內層向外采用分層布置水處理單元，金屬負電極板(001)組成圓形結構的過水斷面，金屬正電極(002)位于斷面的中心位置。
7.根據權利要求1所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的封閉式電吸附水處理設備的沿水流方向的縱斷面的是由相同的水處理單元串行組成的。
8.根據權利要求7所述的封閉式電吸附水處理設備，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水閘和一個出水閘，所述的進水閘和出水閘均包含閘門槽(005)和閘門板(006)。
9.根據權利要求8所述的封閉式電吸附水處理設備，其特征在于:所述的閘門槽(005)制作在水處理單元上，所述的閘門板(006 )在使用的時候安裝在閘門槽(005 )里。
【文檔編號】C02F1/469GK204097163SQ201420523803
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】陳昱如, 陳力銘, 李文忠, 王德銘, 盧祥斌, 茹新宇, 袁春麗, 趙夢霞, 劉照 申請人:陳昱如