[发明专利]一种具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置及方法

权利要求书

1.一种具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，包括反应器壳体(1)、空压机(6)、直流电源(5)、初沉池(10)、斜板澄清器(13)、若干阴极板(2)、若干阳极板(3)及若干粒子电极(4)；

空压机(6)的出口与反应器壳体(1)底部的进气口相连通，各粒子电极(4)、各阴极板(2)及各阳极板(3)均位于反应器壳体(1)内，粒子电极(4)悬浮于反应器壳体(1)中的待处理水样内，各阴极板(2)与各阳极板(3)依次交错分布，且各阴极板(2)与直流电源(5)的阴极相连接，各阳极板(3)与直流电源(5)的阳极相连接，反应器壳体(1)底部的侧面设置有进水口(8)，反应器壳体(1)顶部的侧面的第一溢流口(9)与初沉池(10)的顶部相连通，初沉池(10)底部侧面的第二溢流口(12)与斜板澄清器(13)底部的侧面相连通，斜板澄清器(13)顶部的侧面设置有出水口(14)。

2.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，反应器壳体(1)内设置有多孔布气板(7)，空压机(6)的出口与反应器壳体(1)底部的进气口相连通，且进水口(8)位于多孔布气板(7)与各阴极板(2)及各阳极板(3)之间，粒子电极(4)的粒径大于多孔布气板(7)上曝气孔的孔径。

3.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，各粒子电极(4)为钢球或改性石墨。

4.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，初沉池(10)的底部设置有第一排泥口(11)。

5.根据权利要求4所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，斜板澄清器(13)的底部设置有第二排泥口(15)。

6.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，反应器壳体(1)为长方体金属容器。

7.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，相邻阴极板(2)与阳极板(3)之间的间距为10～40mm。

8.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，阴极板(2)为铁板、碳钢或不锈钢的材质。

9.根据权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，其特征在于，阳极板(3)为铁板、铝板或不锈钢板的材质。

10.一种具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理方法，基于权利要求1所述的具有絮凝作用的三维电极电法除垢水处理装置，包括以下步骤：

1)待处理水样经进水口(8)进入到反应器壳体(1)中；

2)启动空压机(6)，空压机(6)输出的曝气进入到反应器壳体(1)内，接通直流电源(5)，阴极板(2)电解生成OH^-，OH-与水中的HCO₃^-反应生成CO₃^2-，沉淀水中的Ca²⁺；阳极板(3)电解产生Al³⁺及Fe³⁺，Al³⁺及Fe³⁺与水中的OH^-反应形成氢氧化物絮体，所述氢氧化物絮体漂浮于反应器壳体(1)中待处理水样的顶部，再定期清除；粒子电极(4)在阴极板(2)与阳极板(3)之间的电压作用下，通过静电感应，使粒子电极(4)的一端带正电，粒子电极(4)的另一端带负电，以形成多个微电极，每个粒子电极(4)的表面均发生电化学反应，提高装置整体的电流效率及除垢效率；同时阳极板(3)表面附近的粒子电极(4)处于流态化，以加速阳极板(3)附近金属离子的传质速率，缓解阳极板(3)附近金属离子的浓差极化现象，有效防止阳极板(3)的钝化；

3)反应器壳体(1)内经除垢及絮凝处理后的水样经第一溢流口(9)进入初沉池(10)中，在初沉池(10)内将垢样及悬浮物进行沉淀后，再由初沉池(10)的第二溢流口(12)溢流至斜板澄清器(13)中，再在斜板澄清器(13)内絮凝、沉淀及澄清后，再由出水口(14)排出。