CN106186211A - 电极板阵列、废水处理设备和处理废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电极板阵列、废水处理设备和处理废水的方法。所述电极板阵列适于在废水处理设备中使用，该阵列包括多个电极，所述多个电极中的至少一个是牺牲电极，该阵列还包括可操作地连接到至少该阵列中的该牺牲电极的脉冲直流电源。

Description

电极板阵列、废水处理设备和处理废水的方法

技术领域

本申请涉及电解絮凝以及水处理系统。

背景技术

现有技术中已知连续流、电解絮凝和水处理系统。在澳大利亚专利申请第2011202095号“连续流电絮凝水处理系统”中公开了这样系统的示例。

实践中，可能难于使用这些已知系统来处理某些出水(effluent)。例如，当处理特定出水时，处理系统的电解电阻可能随时间而增加。这对于在通常使用的铝/不锈钢电极系统中所使用的铝电极板是特别显著的。电阻随时间的增高可能导致处理效率的降低和成本的增加。

需要提供电解费水处理设备，具体地，出水处理设备，来克服与已知设备相关的一个或多个困难。

发明内容

根据第一方面，提供了一种适于在废水处理设备中使用的电极板阵列，该阵列包括多个电极，所述多个电极中的至少一个是牺牲电极，该阵列还包括可操作地连接到至少该阵列中的该牺牲电极的脉冲直流电源。

根据第二方面，提供了一种废水处理电极板阵列，其包括多个电极，所述多个电极中的至少一个是牺牲电极，其还包括可操作地连接到至少该阵列中的该牺牲电极的脉冲直流电源。

根据第三方面，提供了一种废水处理设备，包括至少一个牺牲电极水处理室，该至少一个牺牲电极水处理室包括本发明第一或第二方面的电极板阵列。

有利地，脉冲电流电源对至少牺牲电极提供脉冲电流，并且这可以减少或防止电极板阵列中的电解电阻的发展。

在一些实施例中，所述电源可被用于对电极中的一个或两个进行电流极性的反转。反转电极的极性可以防止电极的“镀出(platingout)”和电解电阻的增高。

在一些实施例中，所述电极板阵列是铝/不锈钢电极系统。在其他实施例中，所述电极板阵列是铁/不锈钢电极系统。

牺牲电极水处理室可以减少因电絮凝引起的水中的微粒的量。

根据第四方面，提供了一种处理废水的方法，包括使废水经过本发明第三方面所述的设备以被处理。

附图说明

将参考附图讨论本发明的优选实施例，其中：

图1是牺牲电极水处理室的实施例的示意性侧视图；

图2是水处理设备的实施例的示意图；以及

图3是图1所示的牺牲电极水处理室的示意性平面图。

在以下说明中，在所有附图中，相同的附图标记指代相同或对应的部件。

具体实施方式

现在参照图1，示出了废水处理设备10。设备10包括至少一个牺牲电极水处理室12。该牺牲电极水处理室12包括电极板阵列14和脉冲直流电源22，该电极板阵列14包括多个电极18、20，所述多个电极18、20中的至少一个是牺牲电极，所述脉冲直流电源22可操作地连接到至少阵列14中的牺牲电极18。

所述至少一个牺牲电极水处理室12可以是独立的设备，或者其可以是包括串联连接的多个水处理室的模块化废水处理设备10的组件。在澳大利亚专利申请第2011202095号和澳大利亚临时专利申请第2013900243号中公开了适当的设备。在图2中示出了后一设备的实施例。

在图1和图2中示出了电极板阵列14的实施例，但是认为电极板阵列14可以是任何配置。电极板阵列14包括至少两个电极18、20，一对电极中的每个电极具有相反的极性。每对电极中的一个电极18是牺牲电极。在阵列14中可能存在任何数量对的电极。在图1所示的阵列14中，在阵列14中存在6对电极18、20。在电极板阵列14中还可能有1对、2对、3对、4对、5对、7对、8对、9对或10对电极18、20。

电极板阵列14被以适当的方式在室12中受到支撑。对于连续流水处理系统，阵列14优选地在室12的基底上受到支撑。这可以通过经由电极板阵列14插入一个或多个杆，并且将杆的末端固定到室12来进行。另选地，电极板阵列14可以被组装在壳体中，该壳体进而被放置在室12中，并且可通过在室12的基底和外壳的基底之间使用间隔体，将壳体与室的底部隔开。

电极18、20本身的配置不是特别重要，例如，它们可以是板、扩展网、柱体等形式。有利的是，电极18、20的表面积尽量大。在示例实施例中，电极18、20是被基本保持平行并彼此隔开的板。

为阳极的牺牲电极18可以是铁或铝电极。为阴极的反电极20可以是任何导电材料，并且，例如，可以是不锈钢、铁、铝等。当跨电极18、20施加电压时，来自牺牲阳极电极18的金属离子(如，Fe³⁺或者Al³⁺)被释放到水中。释放的金属离子作用为絮凝并且结合到水中的特定物质。在阳极电极18处产生氧气，在阴极电极20处产生氢，这些气体的泡有助于将絮凝材料带到水的表面。

牺牲电极18电连接到脉冲直流电源22。在示例实施例中，电源22经由阳极连接器26电连接到所有阳极电极18的板。连接器26可以是任何导电材料。将阳极连接器26电连接到阳极电极板18并且电连接到脉冲直流电源22的方法和装置是现有技术中已知的，并且这些连接可以采取任何形式。

脉冲直流电源22通过输送单极性的电流和可变电压，将脉冲电流供应到阳极电极18。可以使用半波或全波整流器来产生脉冲电流。可以调整施加电压的时间段以及电压的施加之间的间隔，来便于离子从阳极电极的扩散。通过直流脉冲产生离子的该系统使得能够通过调整所施加的电压、施加恒定电压的时间以及所施加电压之间的时间间隔，来控制要产生的离子的量以及在室12中出现的正离子和负离子的比例。通过该方式，能够减少因产生正离子和负离子时的不平衡引起的静态充电。

所施加的直流电流可以具有20到200千赫的脉冲频率，并且直流脉冲电流可以是范围为大约20到大约80％的占空比。

脉冲直流电源22可以具有任何适当的输出电压电平、电流水平、占空比或波形。其可以是可编程的，以使得能够改变变量的数目。例如，电源22可以被编程为以各种频率、占空比等产生脉冲。电源还可以被编程为对电极18、20中的一个或两个进行电流的极性反转。将电极18、20的极性反转可以防止电极的“镀出”和电解电阻的增高。

在一些实施例中，脉冲电流被供给阳极18，恒定电流被供给阴极20。在这些实施例中，脉冲直流电源22可以对阴极20提供恒定电流。另选的，阴极20可以连接到分离的电源。

在另选实施例中，脉冲电流被供给阳极18和阴极20。在这些实施例中，正直流电压和负直流电压被以预订间隔交替地施加到各电极10和20，以交替地从各个电极产生正离子和负离子。通过脉冲直流电源22，脉冲电流可被供给阳极18和阴极20。另选的，脉冲直流电源22可以将脉冲电流供给阳极18，分离的脉冲直流电源可将脉冲电流供给阴极20。

阴极20可操作地经由阴极连接器28连接到电源。

本领域技术人员将理解，本发明在其使用中不限于描述的特定应用。本发明关于这里描述或示出的特定的要素和/或特征也不限于其优选的实施例。将理解，本发明不限于公开的实施例，而是可在不背离本发明的范围的情况下进行各种重新布置、修改和替代。

在说明书和下面的权利要求中，除非上下文另外需要，术语“包括”和“包含”以及变型将被理解为隐含包括所说明的特征或特征组，但不排除任何其他特征或特征组。

本说明书中的对任何现有技术的引用不是也不应当被视为承认为暗示这些现有技术构成部分公知常识的任何形式。

以下临时权利要求被提供为可能权利要求的示例，并且并不旨在将权利要求的范围限制于基于本申请的任何将来的专利申请。可能在日后在示例的权利要求中增加或删除特征，以进一步限定或重新限定本发明。

Claims (7)

1.一种适于在废水处理设备中使用的电极板阵列，该阵列包括多个电极，所述多个电极中的至少一个是牺牲电极，该阵列还包括可操作地连接到至少该阵列中的该牺牲电极的脉冲直流电源。

2.一种废水处理电极板阵列，其包括多个电极，所述多个电极中的至少一个是牺牲电极，其还包括可操作地连接到至少该阵列中的该牺牲电极的脉冲直流电源。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电极板阵列，其中，所述电源可编程为对于电极反转电流的极性。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的电极板阵列，其中，所述牺牲电极包含铝，并且反电极是不锈钢电极。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的电极板阵列，其中所述牺牲电极包含铁，并且反电极是不锈钢电极。

6.一种废水处理设备，包括至少一个牺牲电极水处理室，该至少一个牺牲电极水处理室包括前述权利要求中的任一个所述的电极板阵列。

7.一种处理废水的方法，包括使废水经过权利要求6所述的设备以被处理。