本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用光伏電源電解含硫酸廢水的裝置。
背景技術(shù)：
鉛及其制品廣泛應(yīng)用于蓄電池、電纜護套、機械制造、船舶制造、輕工、射線防護等行業(yè)，是一種重要的金屬。然而在化工成產(chǎn)品及回收過程中通常伴有含硫酸廢水。含硫酸廢水處理不當(dāng)排到自然環(huán)境中不僅會使水體或土壤酸化，對生態(tài)環(huán)境造成危害，而且浪費大量資源。目前處理含硫酸廢水的常用方法包括高溫濃縮法、氧化法、中合處理法。
高溫濃縮法是指在加熱濃縮廢稀硫酸的過程中，使其中的有機物發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)樯钌z狀物或懸浮物后過濾除去，從而達到去除雜質(zhì)、濃縮稀硫酸的目的。該方法的缺點在于：硫酸的強腐蝕性和酸霧對設(shè)備和操作人員的危害很大，實際操作非常麻煩，而且加熱含硫酸廢水使其濃縮需要消耗大量的能源，生產(chǎn)成本高。
氧化法原理是用氧化劑在適當(dāng)?shù)臈l件下將廢硫酸中的有機雜質(zhì)氧化分解，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?、水、氮的氧化物等從硫酸中分離出去，從而使廢硫酸凈化回收。常用的氧化劑有過氧化氫、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸鹽、臭氧等。該方法的缺點在于，每種氧化劑都有其局限性，針對含不同雜質(zhì)的含硫酸廢水要選用不同的氧化劑，氧化劑的用量難以控制，氧化劑不足時則雜質(zhì)處理不完全，氧化劑過量時則氧化劑本身可能成為新的雜質(zhì)。
中合處理法是利用石灰或廢堿溶液與含硫酸廢水進行中和，使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)，該方法的缺點在于對于硫酸含量高的廢水需要大量的堿性物質(zhì)中合，浪費了硫酸的其他經(jīng)濟價值。
綜上所述，諸如鉛冶煉企業(yè)拆解廢舊電瓶產(chǎn)生的廢液以及極板蓄電池行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中，富含硫酸以及鉛等重金屬物質(zhì)。目前采取上述治理措施不僅成本高，而且又有次危害的發(fā)生。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，經(jīng)濟效益好的利用光伏電源電解含硫酸廢水的裝置。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種利用光伏電源電解含硫酸廢水的裝置，包括：廢水收集池、電解槽、集氣筒、電噴火器、儲氣罐、電源控制柜和光伏電源；
廢水收集池留有若干排(出)水口和廢水進口，所述電解槽是由上下兩部分組成，上部是雙層圓柱形，外口徑為1.2米，內(nèi)口徑為1米，高度為2.5米，在距上部一米處留有進水孔，進水孔和廢水收集池的排水口貫通，所述電解槽內(nèi)的水位控制在距上部30mm處，超過這個水位時關(guān)閉廢水池的排水口，低于這個水位30mm時，開啟排水口(廢水收集池)自動注水，內(nèi)外兩層是貫通的，使用加固棍將內(nèi)外層連接固定；下部是圓錐形，高度為0.8米，材質(zhì)均使用玻璃；
所述電解槽的上部內(nèi)層底部向上串聯(lián)裝有若干陰極棒，陰極棒通過電源控制柜連接光伏電源負(fù)極，在內(nèi)層和外層之間的夾層裝有陽極棒，陽極棒通過電源控制柜連接光伏電源的正極；
電解槽的下上兩部分之間可以是一個整體，也可以分離，中間裝有一個可以封閉或開啟的閘門，下部分負(fù)責(zé)收集電解氫氣過程產(chǎn)生的鉛等重金屬物質(zhì)以及沉淀的廢物，電解氫氣時閘門打開，重金屬物質(zhì)沉淀在錐形槽內(nèi)，待收集到一定量時，關(guān)閉閘門，使上下兩層槽體分離，將下部錐形槽體移出，清理掉含鉛污泥(含鉛污泥轉(zhuǎn)移到鉛冶煉企業(yè)重新提取)，然后復(fù)原，打開閘門繼續(xù)工作；
所述集氣桶筒體是圓柱形，容積為7.85立方米，口徑和電解槽內(nèi)口徑略大，約1.05米，口朝下，頂部留有出氣口，且有閘閥控制，出氣口連接到儲氣罐；集氣筒下部距離筒口10mm一周留有若干出氣孔，出氣孔的孔徑為20mm；在集氣筒距離筒口50mm處的某一點(根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的需要設(shè)置)設(shè)置一個檢測出氣孔，檢測出氣孔的孔徑為10mm，由軟管連接，連接到電噴火器的電噴頭，這是檢驗氫氣是否集滿；在集氣筒距離筒口65mm處設(shè)置自動開啟閥門。
所述電解槽的數(shù)量可以根據(jù)廢水產(chǎn)生的量而設(shè)定，出水口設(shè)置距廢水收集池底部約30公分，且裝有控制閘閥，閘閥的控制是由電解槽內(nèi)廢水的水位來控制，閘閥與電解槽上下錯位，有效利用水位落差，實現(xiàn)不需能源消耗就可以向電解槽中不斷注入廢水。
本發(fā)明根據(jù)水電解氫氣的原理，純水不具有導(dǎo)電性，相反的需要加入稀硫酸或其他物質(zhì)，以增強水的導(dǎo)電性，實現(xiàn)水電解氫氣的目的。含鉛廢物拆解冶煉行業(yè)以及極板蓄電池行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中富含稀硫酸、重金屬鉛等其他物質(zhì)，是良好的導(dǎo)電溶液，因此利用現(xiàn)有的太陽能轉(zhuǎn)化為電能技術(shù)，將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水電解氫氣，一方面減輕企業(yè)治污成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，另一方面可以完全規(guī)避環(huán)境污染的發(fā)生，保持生態(tài)環(huán)境平衡，關(guān)鍵是電解出的氫氣又是一種可再生的清潔能源，其熱值高，燃燒產(chǎn)物為h2o，不會對環(huán)境產(chǎn)生任何污染，可以為高消耗能源的企業(yè)提供燃料，如鉛冶煉企業(yè)等，具體工作方法如下：
(1)引流廢水：
將含鉛廢物拆解冶煉行業(yè)以及極板蓄電池行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中富含稀硫酸、重金屬鉛等其他物質(zhì)的先廢水流入各自自建的廢水蓄水池中，然后通過管道(管道壁使用玻璃鑲嵌，以防腐蝕)統(tǒng)一流入廢水收集池；
(2)排入電解槽：
廢水收集池留有若干排(出)水口，分別流向電解槽，電解槽的數(shù)量可以根據(jù)廢水產(chǎn)生的量而設(shè)定；出水口設(shè)置距廢水收集池底部約30公分，且裝有控制閘閥，閘閥的控制是由電解槽內(nèi)廢水的水位來控制，閘閥與電解槽上下錯位，有效利用水位落差，實現(xiàn)不需能源消耗就可以向電解槽中不斷注入廢水；
電解氫氣時閘門打開，重金屬物質(zhì)沉淀在錐形槽內(nèi)，待收集到一定量時，關(guān)閉閘門，使上下兩層槽體分離，將下層錐形槽體移出，清理掉含鉛污泥(含鉛污泥轉(zhuǎn)移到鉛冶煉企業(yè)重新提取)，然后復(fù)原，打開閘門繼續(xù)工作；
(3)利用光伏電源：
利用太陽能轉(zhuǎn)化電能(直流電)技術(shù)，將電源連接到電解槽中的正負(fù)極，本發(fā)明電級棒所使用的材質(zhì)為銅，因為按照金屬離子活動性順序(k+＞ca2+＞na+＞mg2+＞al3+＞zn2+＞fe2+＞sn2+＞pb2+＞h+＞cu2+＞hg2+＞ag+)電解時活動性靠前的離子會先于活動性靠后的離子電解出來，所選電極為銅質(zhì)材料；
(4)制備氫氣：
當(dāng)通入直流電后，連接負(fù)極的內(nèi)層電解槽中就有氣泡發(fā)生，所溢出的氣體就是氫氣；
(5)排氣收集氫氣：
將制作的集氣筒口朝下，與電解槽的內(nèi)層密封，但是不能超過出氣孔，由于氫氣的密度較小，氫氣的質(zhì)量只有空氣的1/14，當(dāng)有氫氣產(chǎn)生時，氫氣就會自動朝集氣筒的上方游走，空氣不斷的通過出氣孔向外邊溢出；當(dāng)氫氣集滿時，第一時間通過軟管流向電噴火裝置，電噴火裝置噴火口就會點燃，此時即可關(guān)閉電噴火，同時啟動開啟閥門，關(guān)閉集氣筒(保證氫氣的純度)，然后開啟頂部的閘閥，將筒內(nèi)的氫氣輸送到儲氣罐中，完成后再打開閥門，繼續(xù)收集氫氣，連續(xù)進行。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明充分有效利用黃丹(pbo)生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品黃丹(pbo)，以及產(chǎn)品煅燒后的熱度，不僅以實現(xiàn)能耗低，生產(chǎn)效率高，節(jié)約生產(chǎn)成本的特點，同樣生產(chǎn)的產(chǎn)品形貌均一，產(chǎn)生的廢液可循環(huán)利用，不會對環(huán)境帶來污染。
附圖說明
圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
如圖1所述，一種利用光伏電源電解含硫酸廢水的裝置，包括：廢水收集池1、電解槽2、集氣筒3、電噴火器4、儲氣罐5、電源控制柜6和光伏電源7；
廢水收集池1留有若干排(出)水口8和廢水進口9，所述電解槽2是由上下兩部分組成，上部201是雙層圓柱形，外口徑為1.2米，內(nèi)口徑為1米，高度為2.5米，在距上部201一米處留有進水孔203，進水孔203和廢水收集池1的排水口8貫通，所述電解槽2內(nèi)的水位控制在距上部30mm處，超過這個水位時關(guān)閉廢水池的排水口8，低于這個水位30mm時，開啟排水口8(廢水收集池)自動注水，內(nèi)外兩層是貫通的，使用加固棍10將內(nèi)外層連接固定；下部202是圓錐形，高度為0.8米，材質(zhì)均使用玻璃；
所述電解槽2的上部201內(nèi)層204底部向上串聯(lián)裝有若干陰極棒205，陰極棒205通過電源控制柜6連接光伏電源7負(fù)極，在內(nèi)層204和外層206之間的夾層裝有陽極棒207，陽極棒207通過電源控制柜6連接光伏電源7的正極；
電解槽1的下上兩部分之間可以是一個整體，也可以分離，中間裝有一個可以封閉或開啟的閘門208，下部202分負(fù)責(zé)收集電解氫氣過程產(chǎn)生的鉛等重金屬物質(zhì)以及沉淀的廢物，電解氫氣時閘門208打開，重金屬物質(zhì)沉淀在錐形槽內(nèi)，待收集到一定量時，關(guān)閉閘門208，使上下兩層槽體分離，將下部202錐形槽體移出，清理掉含鉛污泥(含鉛污泥轉(zhuǎn)移到鉛冶煉企業(yè)重新提取)，然后復(fù)原，打開閘門208繼續(xù)工作；
所述集氣桶3筒體是圓柱形，容積為7.85立方米，口徑和電解槽2內(nèi)口徑略大，約1.05米，口朝下，頂部留有出氣口11，且有閘閥12控制，出氣口11連接到儲氣罐5；集氣筒3下部距離筒口10mm一周留有若干出氣孔12，出氣孔12的孔徑為20mm；在集氣筒3距離筒口50mm處的某一點(根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的需要設(shè)置)設(shè)置一個檢測出氣孔13，檢測出氣孔13的孔徑為10mm，由軟管連接，連接到電噴火器4的電噴頭，這是檢驗氫氣是否集滿；在集氣筒3距離筒口65mm處設(shè)置自動開啟閥門14。
電解槽2的數(shù)量可以根據(jù)廢水產(chǎn)生的量而設(shè)定，出水口8設(shè)置距廢水收集池1底部約30公分，且裝有控制閘閥15，閘閥15的控制是由電解槽2內(nèi)廢水的水位來控制，閘閥15與電解槽2上下錯位，有效利用水位落差，實現(xiàn)不需能源消耗就可以向電解槽2中不斷注入廢水。
本發(fā)明根據(jù)水電解氫氣的原理，純水不具有導(dǎo)電性，相反的需要加入稀硫酸或其他物質(zhì)，以增強水的導(dǎo)電性，實現(xiàn)水電解氫氣的目的。含鉛廢物拆解冶煉行業(yè)以及極板蓄電池行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中富含稀硫酸、重金屬鉛等其他物質(zhì)，是良好的導(dǎo)電溶液，因此利用現(xiàn)有的太陽能轉(zhuǎn)化為電能技術(shù)，將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水電解氫氣，一方面減輕企業(yè)治污成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，另一方面可以完全規(guī)避環(huán)境污染的發(fā)生，保持生態(tài)環(huán)境平衡，關(guān)鍵是電解出的氫氣又是一種可再生的清潔能源，其熱值高，燃燒產(chǎn)物為h2o，不會對環(huán)境產(chǎn)生任何污染，可以為高消耗能源的企業(yè)提供燃料，如鉛冶煉企業(yè)等，具體工作方法如下：
(1)引流廢水：
將含鉛廢物拆解冶煉行業(yè)以及極板蓄電池行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中富含稀硫酸、重金屬鉛等其他物質(zhì)的先廢水流入各自自建的廢水蓄水池中，然后通過管道(管道壁使用玻璃鑲嵌，以防腐蝕)統(tǒng)一流入廢水收集池；
(2)排入電解槽：
廢水收集池留有若干排(出)水口，分別流向電解槽，電解槽的數(shù)量可以根據(jù)廢水產(chǎn)生的量而設(shè)定；出水口設(shè)置距廢水收集池底部約30公分，且裝有控制閘閥，閘閥的控制是由電解槽內(nèi)廢水的水位來控制，閘閥與電解槽上下錯位，有效利用水位落差，實現(xiàn)不需能源消耗就可以向電解槽中不斷注入廢水；
電解氫氣時閘門打開，重金屬物質(zhì)沉淀在錐形槽內(nèi)，待收集到一定量時，關(guān)閉閘門，使上下兩層槽體分離，將下層錐形槽體移出，清理掉含鉛污泥(含鉛污泥轉(zhuǎn)移到鉛冶煉企業(yè)重新提取)，然后復(fù)原，打開閘門繼續(xù)工作；
(3)利用光伏電源：
利用太陽能轉(zhuǎn)化電能(直流電)技術(shù)，將電源連接到電解槽中的正負(fù)極，本發(fā)明電級棒所使用的材質(zhì)為銅，因為按照金屬離子活動性順序(k+＞ca2+＞na+＞mg2+＞al3+＞zn2+＞fe2+＞sn2+＞pb2+＞h+＞cu2+＞hg2+＞ag+)電解時活動性靠前的離子會先于活動性靠后的離子電解出來，所選電極為銅質(zhì)材料；
(4)制備氫氣：
當(dāng)通入直流電后，連接負(fù)極的內(nèi)層電解槽中就有氣泡發(fā)生，所溢出的氣體就是氫氣；
(5)排氣收集氫氣：
將制作的集氣筒口朝下，與電解槽的內(nèi)層密封，但是不能超過出氣孔，由于氫氣的密度較小，氫氣的質(zhì)量只有空氣的1/14，當(dāng)有氫氣產(chǎn)生時，氫氣就會自動朝集氣筒的上方游走，空氣不斷的通過出氣孔向外邊溢出；當(dāng)氫氣集滿時，第一時間通過軟管流向電噴火裝置，電噴火裝置噴火口就會點燃，此時即可關(guān)閉電噴火，同時啟動開啟閥門，關(guān)閉集氣筒(保證氫氣的純度)，然后開啟頂部的閘閥，將筒內(nèi)的氫氣輸送到儲氣罐中，完成后再打開閥門，繼續(xù)收集氫氣，連續(xù)進行。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。