本技術(shù)涉及環(huán)保設(shè)備，具體涉及一種具有除垢功能的電解氧化處理裝置及除垢方法。

背景技術(shù)：

1、電化學(xué)氧化是在外加電場的作用下，電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或間接電化學(xué)反應(yīng)去除污染物的一種新型技術(shù)，該技術(shù)在廢水處理過程中氧化效率高、無需添加化學(xué)藥劑、不產(chǎn)生污泥、占地面積少、操作簡便，逐漸被廣泛應(yīng)用，但對于高硬度的廢水，電化學(xué)反應(yīng)過程中，有機(jī)物在陽極表面發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫根離子(hco3-)、碳酸根離子(co32-)、溶解態(tài)的co2等，并遷移至整個(gè)廢水中，而水分子在陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根離子(oh-)，導(dǎo)致水中大量的ca2+、mg2+與陰極附近的co32-、oh-快速結(jié)合形成碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂等沉淀物而在陰極析出，運(yùn)行一段時(shí)間后，陰極結(jié)垢現(xiàn)象較為嚴(yán)重，從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2、現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)對上述電極陰極表面污垢的徹底清理，最終都需要物理方法或者人工進(jìn)行清理，不僅增加了額外的處理成本，而且影響了電解氧化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種具有除垢功能的電解氧化處理裝置及除垢方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法有效清除陰極污垢的缺陷。

2、本技術(shù)通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：

3、一種具有除垢功能的電解氧化處理裝置，包括電源；

4、反應(yīng)器，所述反應(yīng)器上設(shè)置有陽極和陰極；

5、電路切換模組，所述電路切換模組的輸入端與所述電源電連接，所述陽極和陰極分別與所述電路切換模組的輸出端電連接，所述電路切換模組用于顛倒所述陽極和陰極與所述電源的連接狀態(tài)；

6、曝氣模組，所述曝氣模組設(shè)置于所述反應(yīng)器內(nèi)；

7、控制器，所述控制器分別與所述電源、電路切換模組和曝氣模組電連接。

8、可選的，電路切換模組包括殼體，所述殼體內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有調(diào)節(jié)閥芯，所述調(diào)節(jié)閥芯上設(shè)置有接線狀態(tài)相反第一接線區(qū)和第二接線區(qū)，所述殼體上還設(shè)置有若干彈性接頭，各所述彈性接頭的一端分別連接電源正極、電源負(fù)極、陽極和陰極，其另一端與所述第一接線區(qū)或第二接線區(qū)電連接；所述殼體上還設(shè)置有與所述調(diào)節(jié)閥芯相連的推拉式電磁鐵。

9、可選的，第一接線區(qū)和第二接線區(qū)均設(shè)置有正極導(dǎo)電片、負(fù)極導(dǎo)電片、陽極導(dǎo)電片和陰極導(dǎo)電片，所述正極導(dǎo)電片、負(fù)極導(dǎo)電片、陽極導(dǎo)電片和陰極導(dǎo)電片分別對應(yīng)各所述彈性接頭，所述第一接線區(qū)內(nèi)的陽極導(dǎo)電片與所述正極導(dǎo)電片導(dǎo)通，所述陰極導(dǎo)電片與所述負(fù)極導(dǎo)電片導(dǎo)通；所述第二接線區(qū)內(nèi)的陽極導(dǎo)電片與負(fù)極導(dǎo)電片導(dǎo)通，所述陰極導(dǎo)電片與所述正極導(dǎo)電片導(dǎo)通。

10、可選的，第一接線區(qū)與所述第二接線區(qū)均設(shè)置有若干個(gè)呈t形結(jié)構(gòu)的插接槽，所述正極導(dǎo)電片、負(fù)極導(dǎo)電片、陽極導(dǎo)電片和陰極導(dǎo)電片均包括一體相連的底板和抵接板，所述底板與所述插接槽插接相連；沿調(diào)節(jié)閥芯的移動(dòng)方向，所述抵接板的兩端均傾斜設(shè)置有導(dǎo)向面。

11、可選的，調(diào)節(jié)閥芯上的第一接線區(qū)與所述第二接線區(qū)內(nèi)均設(shè)置有至少兩條穿線孔，各所述穿線孔內(nèi)均設(shè)置有連接導(dǎo)線。

12、可選的，彈性接頭包括外殼和滑動(dòng)設(shè)置于所述外殼內(nèi)的導(dǎo)電桿，所述外殼與所述殼體相連；所述外殼內(nèi)還設(shè)置有復(fù)位彈簧，所述導(dǎo)電桿上設(shè)置有擠壓環(huán)，所述復(fù)位彈簧分別與所述外殼和所述擠壓環(huán)抵靠。

13、可選的，曝氣模組包括曝氣管和空壓機(jī)，所述曝氣管設(shè)置于所述反應(yīng)器底部，所述曝氣管的入口端與所述空壓機(jī)，所述曝氣管上還均勻設(shè)置有若干排氣孔。

14、可選的，除垢裝置還包括循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的進(jìn)口端通過吸水管與所述反應(yīng)器連通，所述循環(huán)泵的出口端通過輸水管與所述反應(yīng)器連通。

15、相應(yīng)的，本技術(shù)還公開了基于上述除垢裝置的除垢方法，包括以下步驟：

16、通過電路切換模組導(dǎo)通電路，進(jìn)行正向電解處理廢水；

17、通過電路切換模組顛倒接線狀態(tài)，進(jìn)行反向電解；

18、啟動(dòng)曝氣模組和循環(huán)泵對陽極和陰極進(jìn)行曝氣脫垢處理；

19、檢測反應(yīng)器的電壓升高值δu，若δu大于0.5v，則污垢清理不合格，否則判定污垢清理合格；若污垢清理合格，則停止除垢，繼續(xù)正向電解；

20、若污垢清理不合格，則啟動(dòng)曝氣模組和循環(huán)泵進(jìn)行二次曝氣直至合格，否則停止除垢。

21、可選的，二次曝氣包括以下步驟：

22、檢測廢水中的ph，若ph≥2，則向反應(yīng)器中加入酸液，直至反應(yīng)器內(nèi)廢水的ph＜2；若ph＜2，則無需加入酸液；

23、啟動(dòng)曝氣模組對陽極和陰極進(jìn)行二次曝氣，其中二次曝氣的曝氣強(qiáng)度為5-15l/m2·s；

24、啟動(dòng)循環(huán)泵，同時(shí)控制反應(yīng)器內(nèi)的廢水在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為1-10min。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：

26、本技術(shù)包括電源和反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有陽極和陰極，所述電源的輸出端連接有電路切換模組，所述陽極和陰極分別與所述電路切換模組的輸出端電連接，所述電路切換模組用于顛倒所述陽極和陰極與所述電源的連接狀態(tài)；所述反應(yīng)器內(nèi)還設(shè)置有曝氣模組，所述除垢裝置還包括控制器，所述控制器分別與所述電源、電路切換模組和曝氣模組電連接；

27、相應(yīng)的，本技術(shù)還公開了基于上述除垢裝置的除垢方法，首先接通電路進(jìn)行正向電解，正向電解一段時(shí)間(5-10h)后通過電路切換模組顛倒所述陽極和陰極與所述電源的連接狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)反向電解(3-30s)，隨后啟動(dòng)曝氣模組對陽極和陰極進(jìn)行曝氣沖刷脫垢處理；最后通過檢測反應(yīng)器的電壓升高值判斷污垢是否清理合格，若不合格則繼續(xù)進(jìn)行曝氣直至除垢合格；

28、在正向電解過程中，有機(jī)物在陽極表面發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫根離子(hco3-)、碳酸根離子(co32-)、溶解態(tài)的co2等，水在陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生oh-(見反應(yīng)式1-1)，由于界面反應(yīng)產(chǎn)生oh-，使得陰極界面區(qū)域附近(非本體廢水)ph上升，co32-增加(見反應(yīng)式(1-2)：

29、2h2o?+?2e?→?2oh-?+?h2↑??????(1-1)

30、hco3-?+?oh-?→?h2o?+?co32-??????(1-2)

31、由于靜電引力的作用，水中的成垢離子ca2+、mg2+等向陰極附近遷移，并最終在陰極表面附近富集形成caco3、mgco3、mg(oh)2等垢類物質(zhì)而析出，造成本體廢水中的堿性物質(zhì)(oh-、co32-)持續(xù)被消耗，從而又使得本體廢水實(shí)際呈酸性，ph甚至可降低至3以下。

32、由于本技術(shù)通過顛倒電極連接方式，即陰極連接于電源正極，而陽極則連接電源負(fù)極，電極連接方式切換后，原有的陽極將按照陰極運(yùn)行，而原有的陰極將按照陽極運(yùn)行，從而改變了兩極附近原有的酸堿環(huán)境，使結(jié)垢條件被破壞，導(dǎo)致原有的垢層剝落并被本體酸性廢水溶解，直到消失。

33、隨后通過曝氣裝置在反應(yīng)器內(nèi)曝氣，即通過壓縮空氣沖刷陰極表面的污垢，一方面上升過程中的氣泡將不斷沖刷陰極表面的污垢，使得污垢附著力削弱，進(jìn)一步加速污垢的剝離，有效提高污垢的溶解分離效果；另一方面反應(yīng)器內(nèi)的廢水在曝氣的過程中，同時(shí)設(shè)置有大的循環(huán)流速(5-20m/h)，從而通過廢水沖刷污垢，進(jìn)一步提高污垢的剝離效果。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，首先，電極反向后，在原陰極表面大量生成的垢類物質(zhì)能夠快速剝離下來，且能夠充分溶解后消失，除垢徹底，效率高。

35、其次，本技術(shù)通過顛倒電極的連接方式即可實(shí)現(xiàn)除垢作業(yè)，同時(shí)在除垢的過程中仍然能夠?qū)崿F(xiàn)高鈣有機(jī)物廢水的處理，即整個(gè)除垢過程與廢水處理過程能夠同步進(jìn)行，不再需要停機(jī)清除污垢，因此，其能夠有效提高生產(chǎn)效率；

36、最后，整套裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過電路切換模組、曝氣模組、循環(huán)泵即可實(shí)現(xiàn)上述功能，設(shè)備投資成本低。