連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于非常規(guī)水資源開發(fā)和水質(zhì)處理領(lǐng)域，特別是一種連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水是人類和地球上一切其他生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在淡水資源中，與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)且較易開發(fā)利用的湖泊、河流、淺層地下水等淡水儲量僅為104.6萬億立方米，分別只占地球水總儲量的0.0091%和淡水總量的2.99%，作為污水排放大國，我國目前的年排污量大約為350億立方米，但城市的污水處理率僅為15.8%，而美國等西方發(fā)達(dá)國家早在1980年就已達(dá)到了 70%。我國有大約超過80%的城市直接排放未經(jīng)任何處理的污水到附近的水體，這使得水污染加劇。中小城鎮(zhèn)的污水處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國平均水平，突出表現(xiàn)在污水處理的基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重缺乏。與此相對應(yīng)的是中國人均淡水資源匱乏。污水處理與再利用可以使這個現(xiàn)象有明顯的改觀。
[0003]從20世紀(jì)初開始，歐洲各國開始了對污水處理利用的研宄。目前，雖然國內(nèi)在污水水質(zhì)處理上研宄較多，但是可以用在家庭內(nèi)部尤其是污廢水收集處理措施欠缺的某些農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的家庭單元式污廢水處理方法或者裝置未曾見到，更沒有將污水水質(zhì)處理和連續(xù)電化反應(yīng)相結(jié)合的污水水質(zhì)電化自凈技術(shù)，迫切需要在這方面進(jìn)行突破，從而降低污水處理的成本，提高污水資源的開發(fā)潛力。在能源匱乏、環(huán)境污染和水資源問題凸顯的大背景下，進(jìn)行連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗研宄，對于保護(hù)人類生存環(huán)境、緩解能源和水資源危機(jī)有著非常重要的理論和實際意義，對綠色城市建設(shè)和缺水缺電地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展也有著巨大的實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的空白與不足，提供一種連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置及方法。
[0005]連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置包括供水箱、潛水泵、供水管、溢流管、穩(wěn)壓箱、反應(yīng)池、進(jìn)水管、流量計、進(jìn)水控制閥、電極、電極支架、電源、磁力攪拌器、磁力轉(zhuǎn)子、出水管、出水控制閥、儲水箱；供水箱和穩(wěn)壓箱之間架設(shè)供水管和溢流管，供水管連接潛水泵，潛水泵放置在供水箱里，穩(wěn)壓箱和反應(yīng)池通過進(jìn)水管相連，進(jìn)水管上分別設(shè)有流量計和進(jìn)水控制閥，反應(yīng)池里放置磁力轉(zhuǎn)子，電極通過電極支架懸放在反應(yīng)池中，電極與電源相連接，反應(yīng)池放置在磁力攪拌器之上，反應(yīng)池與儲水箱之間設(shè)有出水管，出水管上設(shè)有出水控制閥。
[0006]所述的溢流管的管徑大于供水管的管徑，供水管的管徑大于進(jìn)水管的管徑，進(jìn)水管的管徑等于出水管的管徑。
[0007]連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗方法是:將供水箱裝有足夠量的待處理水體，潛水泵將待處理水體通過供水管提到穩(wěn)壓箱中，待處理的水體由進(jìn)水管進(jìn)入反應(yīng)池中，經(jīng)過電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，處理后的水體通過出水管流入儲水箱中，穩(wěn)壓箱多出的待處理水體通過溢流管流回供水箱中，從而形成穩(wěn)定的水壓，試驗流量和反應(yīng)池中的反應(yīng)水體高度通過調(diào)節(jié)進(jìn)水控制閥和出水控制閥實現(xiàn)，試驗流量由流量計讀取，電極的反應(yīng)電流由電源提供，磁力轉(zhuǎn)子在磁力攪拌器的磁場作用下對反應(yīng)池中的水體進(jìn)行攪拌。
[0008]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、投資節(jié)省、操作方便、試驗工況種類多等優(yōu)點，可用于雨水、工業(yè)廢水、生活污水等電化學(xué)反應(yīng)處理試驗研宄，推廣價值顯著。
【附圖說明】
[0009]圖1是連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置包括供水箱1、潛水泵2、供水管3、溢流管4、穩(wěn)壓箱5、反應(yīng)池6、進(jìn)水管7、流量計8、進(jìn)水控制閥9、電極10、電極支架11、電源12、磁力攪拌器13、磁力轉(zhuǎn)子14、出水管15、出水控制閥16、儲水箱17 ;供水箱I和穩(wěn)壓箱5之間架設(shè)供水管3和溢流管4，供水管3連接潛水泵2，潛水泵2放置在供水箱I里，穩(wěn)壓箱5和反應(yīng)池6通過進(jìn)水管7相連，進(jìn)水管7上分別設(shè)有流量計8和進(jìn)水控制閥9，反應(yīng)池6里放置磁力轉(zhuǎn)子14，電極10通過電極支架11懸放在反應(yīng)池6中，電極10與電源12相連接，反應(yīng)池6放置在磁力攪拌器13之上，反應(yīng)池6與儲水箱17之間設(shè)有出水管15，出水管15上設(shè)有出水控制閥16。
[0011]所述的溢流管4的管徑大于供水管3的管徑，供水管3的管徑大于進(jìn)水管7的管徑，進(jìn)水管7的管徑等于出水管15的管徑。所述的進(jìn)水控制閥9和出水控制閥16關(guān)閉后，連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置變成分批電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置。
[0012]連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗方法是:將供水箱I裝有足夠量的待處理水體，潛水泵2將待處理水體通過供水管3提到穩(wěn)壓箱5中，待處理的水體由進(jìn)水管7進(jìn)入反應(yīng)池6中，經(jīng)過電極10發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，處理后的水體通過出水管15流入儲水箱17中，穩(wěn)壓箱5多出的待處理水體通過溢流管4流回供水箱I中，從而形成穩(wěn)定的水壓，試驗流量和反應(yīng)池6中的反應(yīng)水體高度通過調(diào)節(jié)進(jìn)水控制閥9和出水控制閥16實現(xiàn)，試驗流量由流量計8讀取，電極10的反應(yīng)電流由電源12提供，磁力轉(zhuǎn)子14在磁力攪拌器13的磁場作用下對反應(yīng)池6中的水體進(jìn)行攪拌。
[0013]以實施的連續(xù)電絮凝雨水處理試驗為例，裝置采用了有機(jī)玻璃板制作穩(wěn)壓箱、反應(yīng)池和電極支架，供水箱和儲水箱分別為一容積10升的水桶，穩(wěn)壓箱和反應(yīng)池大小均為10厘米X 10厘米X 15厘米矩形槽；用寬度不同且?guī)в胸灤┛椎挠袡C(jī)玻璃條夾在電極板之間用來控制極板的間距，并用螺絲螺母進(jìn)行固定，采用雙鋁電極作為電極板，共四塊，每塊長寬厚均為16厘米、13厘米、0.2厘米；用能提供穩(wěn)定電流的高精度直流電源為電極板供電，流量計為電磁式流量計，用以精確計量雨水流量；反應(yīng)池中產(chǎn)生的少量漂浮物和沉淀用玻璃吸管去除；運(yùn)用該裝置可以非常便利地實現(xiàn)雨水電絮凝連續(xù)和分批處理試驗研宄。
[0014]本試驗裝置適用于高等院校和科研單位的科學(xué)研宄，探宄連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理中不同流量、電極材質(zhì)、電極板反應(yīng)面積、電流電壓等因素對水質(zhì)處理效果的影響規(guī)律，尋找最佳反應(yīng)條件，同時還可以用來開展分批電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗，本試驗裝置的原理和方法也可以供實際中的連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理設(shè)備借鑒，具有很好的推廣應(yīng)用前景。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置，其特征在于包括供水箱(1)、潛水泵(2)、供水管(3 )、溢流管(4)、穩(wěn)壓箱(5 )、反應(yīng)池(6 )、進(jìn)水管(7 )、流量計(8 )、進(jìn)水控制閥(9 )、電極(10)、電極支架(11)、電源(12)、磁力攪拌器(13)、磁力轉(zhuǎn)子(14)、出水管(15)、出水控制閥(16)、儲水箱(17);供水箱(I)和穩(wěn)壓箱(5)之間架設(shè)供水管(3)和溢流管(4)，供水管(3 )連接潛水泵(2 )，潛水泵(2 )放置在供水箱(I)里，穩(wěn)壓箱(5 )和反應(yīng)池(6 )通過進(jìn)水管(7 )相連，進(jìn)水管(7 )上分別設(shè)有流量計(8 )和進(jìn)水控制閥(9 )，反應(yīng)池(6 )里放置磁力轉(zhuǎn)子(14)，電極(10)通過電極支架(11)懸放在反應(yīng)池(6)中，電極(10)與電源(12)相連接，反應(yīng)池(6 )放置在磁力攪拌器(13 )之上，反應(yīng)池(6 )與儲水箱(17 )之間設(shè)有出水管(15 )，出水管(15)上設(shè)有出水控制閥(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置，其特征在于所述的溢流管(4)的管徑大于供水管(3)的管徑，供水管(3)的管徑大于進(jìn)水管(7)的管徑，進(jìn)水管(7)的管徑等于出水管(15)的管徑。
3.一種使用如權(quán)利要求1所述裝置的連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗方法，其特征在于將供水箱(I)裝有足夠量的待處理水體，潛水泵(2 )將待處理水體通過供水管(3 )提到穩(wěn)壓箱(5)中，待處理的水體由進(jìn)水管(7)進(jìn)入反應(yīng)池(6)中，經(jīng)過電極(10)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，處理后的水體通過出水管(15 )流入儲水箱(17 )中，穩(wěn)壓箱(5 )多出的待處理水體通過溢流管(4)流回供水箱(I)中，從而形成穩(wěn)定的水壓，試驗流量和反應(yīng)池(6)中的反應(yīng)水體高度通過調(diào)節(jié)進(jìn)水控制閥(9 )和出水控制閥(16 )實現(xiàn)，試驗流量由流量計(8 )讀取，電極(10 )的反應(yīng)電流由電源(12)提供，磁力轉(zhuǎn)子(14)在磁力攪拌器(13)的磁場作用下對反應(yīng)池(6)中的水體進(jìn)行攪拌。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)水處理試驗裝置及方法。它包括供水箱、潛水泵、供水管、溢流管、穩(wěn)壓箱、反應(yīng)池、進(jìn)水管、流量計、進(jìn)水控制閥、電極、電極支架、電源、磁力攪拌器、磁力轉(zhuǎn)子、出水管、出水控制閥、儲水箱；供水箱和穩(wěn)壓箱之間架設(shè)供水管和溢流管，供水管連接潛水泵，穩(wěn)壓箱經(jīng)流量計和進(jìn)水控制閥通過進(jìn)水管與反應(yīng)池相連，反應(yīng)池里放置磁力轉(zhuǎn)子，電極通過電極支架懸放在反應(yīng)池中，電極與電源相連接，反應(yīng)池放置在磁力攪拌器之上，反應(yīng)池與儲水箱之間設(shè)有出水管，出水管上設(shè)有出水控制閥。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、投資節(jié)省、操作方便、試驗工況種類多等優(yōu)點，可用于雨水、工業(yè)廢水、生活污水等電化學(xué)反應(yīng)處理試驗研究，推廣價值顯著。
【IPC分類】C02F1-46, C02F1-463
【公開號】CN104773792
【申請?zhí)枴緾N201510113424
【發(fā)明人】顧正華, 焦躍騰, 尚淑麗, 劉蘇忠, 鐘京華
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月16日