1.本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种水处理装置。


背景技术：

2.针对大部分废水中含有硬度和碱度的水质特点，常规处理技术通常采用双碱法软化或树脂软化等方式，在软化过程中加入的氢氧化钠、碳酸钠、树脂等运行成本都很高。
3.cn101973605a公开了一种冷却循环水电化学水质稳定处理系统，包括冷却塔、冷水池、多功能电化学处理装置以及控制箱。具有可节约水资源，节省药剂和药剂投加的运行成本，解决环保排放问题等优点。但是存在的缺点是电极容易发生污染物沉积，降低效率。
4.cn105502690a公开了一种电吸附除硬设备、循环冷却水处理系统及方法。利用电吸附的方式去除水中的硬度，水中的结垢离子在电解管的作用下结垢沉积在所述中空管体的表面。存在的问题是在表面结垢沉积后，离子及电荷的传递能力下降，从而导致吸附性能下降，需要定期更换或清洗表面，操作复杂。
5.cn105565549a公开了一种高效的脱硫废水软化处理装置和方法，将电厂外排废烟气与工业生产中的脱硫废水相结合组成的脱硫废水软化的处理装置可以有效利用烟气中的co2，降低燃煤电厂碳排放。该方法需要增设曝气反应装置，增加系统流程，占地面积大，气液反应效率低。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种能够以较低的运行成本、较高的系统运行效率有效去除废水中的硬度和碱度的水处理装置。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下。
8.一种水处理装置，其包括：壳体、封盖、至少一组阳极电极组、至少一组阴极电极组和至少一个超声波发生器探头；
9.所述壳体的顶端设置有开口，下部设置有进水口，上部设置有出水口；
10.所述封盖与所述壳体的开口相盖合；
11.所述阳极电极组和所述阴极电极组分别贯穿所述封盖并延伸至所述壳体内部；
12.所述超声波发生器探头设置在所述壳体内并位于所述阴极电极组下方。
13.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述阴极电极组包括至少一个阴极电极，所述超声波发生器探头的数量与所述阴极电极的数量相同，且所述超声波发生器探头与所述阴极电极一一对应设置。
14.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述超声波发生器探头设置在平行于所述壳体的底部的方向上。
15.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述超声波发生器探头的上表面与所述阴极电极组的下端面之间的垂直距离为0.5cm～5cm。
16.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述壳体的下部还设置有排泥口，其中，
所述排泥口设置在所述壳体上位于所述进水口所在水平面的下方的位置。
17.根据本实用新型，所示排泥口设置在远离所述进水口的一侧，由此可以避免进水和排泥的相互扰动。
18.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述水处理装置还包括电源与控制系统，所述电源与控制系统分别与所述阳极电极组、所述阴极电极组以及所述超声波发生器探头相连接。
19.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述阳极电极组包括惰性电极和活泼电极，其中，所述惰性电极的表面形成有钛镀钌铱镀层或钛镀铱钽镀层，所述活泼电极为铁电极或铝电极。
20.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述阳极电极组中，所述惰性电极和所述活泼电极的数量比为1:(1～5)。
21.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述阴极电极为不锈钢电极。
22.在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述阴极电极的电极形式是条状、丝状、柱状、针状或多孔板状。
23.根据本实用新型，所述阳极电极组以及所述阴极电极组中所采用的惰性电极、活泼电极和不锈钢电极均为本领域的已知材料。
24.根据本实用新型，本实用新型所提供的水处理装置，在预处理过程将电化学与超声波进行有效结合，通过电化学有效去除废水中的硬度和碱度。与此同时，为防止发生电极结垢等问题，增加超声波强化处理，有效增加处理效率，减少系统清洗频率。本实用新型所提供的水处理装置不仅可以显著降低运行成本，而且可明显提高系统运行效率。
25.根据本实用新型，所述阳极电极组和所述阴极电极组通过所述电源与控制系统施加的电能进行反应。所述超声波发生器探头由所述电源与控制系统进行控制。
26.根据本实用新型，在利用本实用新型所提供的水处理装置处理废水时，含有硬度和/或碱度的废水经进水口进入水处理装置中，通过电源与控制系统控制，在电场条件下，在阴极产生大量的氢氧根与废水中钙离子或镁离子结合生成沉淀，在阳极活泼电极产生铝离子或铁离子，作为混凝剂将产生的沉淀进行混凝沉降。在超声波作用下，一方面阴极产生的沉淀不会沉积到阴极电极表面；另一方面，可强化混凝作用，加快生成沉淀物的分离。经超声强化电化学处理后的出水经出水口排除进入下一级处理工艺，污泥由排泥口排出。
27.根据本实用新型，水处理过程采用直流稳压电源，电压在2-15v，超声波发生装置输出频率为10-100khz。实验结果证明，本实用新型提供的水处理装置可以有效去除废水中硬度30％以上，节省20％以上药剂成本。
28.本实用新型的有益效果至少在于，一、利用电化学方法去除水中的硬度，避免投加化学试剂，减少运行成本的同时可以减少其他离子的引入，有利于后续系统的运行；二、利用超声波强化阳极反应，强化阴极固液分离，有效避免阴极反应过程产生的沉淀物在电极表面的沉积，减少电极的和系统的冲洗清洗频率，大大提高硬度去除过程效率。三、超声波引入可提高系统硬度去除效率，装置体积小，节省系统占地面积，使得操作简便化；从而后续处理设备的规模和投资都会大大降低。
29.因此，本实用新型所提供的水处理装置运行成本、占地面积、设备消耗折旧等费用相对与现有常规处理工艺有很大程度的降低。
附图说明
30.图1为本发明一实施例的水处理装置结构示意图。
31.附图标记说明：1-壳体，2-封盖，3-进水口，4-出水口，5-阳极电极组，6-阴极电极组，7-超声波发生器探头，8-排泥口，9-电源与控制系统。
具体实施方式
32.以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本发明的保护范围并不限于下述说明。
33.实施例1
34.如图1所示，本实施例所采用的水处理装置包括壳体(1)、封盖(2)、至少一组阳极电极组(5)、至少一组阴极电极组(6)、至少一个超声波发生器探头(7)以及电源与控制系统(9)；
35.所述壳体(1)的顶端设置有开口，下部设置有进水口(3)和排泥口(8)，上部设置有出水口(4)，其中，排泥口(8)设置在进水口(3)的对侧下方处；
36.所述封盖(2)与所述壳体(1)的开口相盖合；
37.所述阳极电极组(5)和所述阴极电极组(6)分别贯穿所述封盖(2)并延伸至所述壳体(1)内部；
38.所述超声波发生器探头(7)设置在所述壳体(1)内并位于所述阴极电极组(6)下方。
39.其中，超声波发生器探头(7)设置在平行于壳体(1)的底部的方向上。超声波发生器探头(7)的上表面与阴极电极组(6)的下表面之间的垂直距离为1cm。
40.另外，电源与控制系统(9)分别与阳极电极组(5)、阴极电极组(6)以及超声波发生器探头(7)相连接。
41.阳极电极组(5)和阴极电极组(6)中的电极形式均为条状。阳极电极组包括惰性电极和活泼电极，惰性电极的表面形成有钛镀钌铱镀层，活泼电极为铝电极，惰性电极和活泼电极的数量比为1:3。阴极电极组包括阴极电极，其为不锈钢电极。阴极电极的数量为2，因此，与之一一对应地设置有2个超声波发生器探头(7)。
42.实施例2
43.利用实施例1中的水处理装置处理电厂脱硫废水。电厂脱硫废水经三联箱除去水中重金属离子、大部分悬浮物后，此时废水中总硬度168mmol/l，废水进入超声波强化电化学装置，运行电压6v，超声波100hz，出水总硬度114mmol/l，硬度去除率32.1％。
44.实施例3
45.利用实施例1中的水处理装置处理化工废水。化工废水总硬度25mmol/l，总碱度16mmol/l，cod 206mg/l，废水进入超声波强化电化学装置，运行电压10v，超声波频率100hz，出水总硬度16.8mmol/l，总碱度12mmol/l，cod 165mg/l，硬度去除率32.8％，cod去除率19.9％。
46.对比例1
47.对比例1中采用的水处理装置除没有设置超声波发生器探头，其余均与实施例1中相同。
48.利用对比例1中的水处理装置处理电厂脱硫废水。电厂脱硫废水经三联箱除去水中重金属离子、大部分悬浮物后，此时废水中总硬度168mmol/l，废水进入超声波强化电化学装置，运行电压6v，超声波100hz，出水总硬度121mmol/l。2h后，阴极电极表面出现结垢现象，对后续电极使用以及硬度去除有不利影响。
49.对比例2
50.对比例2中采用的水处理装置除超声波发生器探头设置方式为贯穿封盖且设置在靠近阴极电极组而远离阳极电极组的一端，与阴极电极组平行设置，距离阴极电极组的距离为1cm外，其余均与实施例1中相同。
51.利用对比例2中的水处理装置处理电厂脱硫废水。电厂脱硫废水经三联箱除去水中重金属离子、大部分悬浮物后，此时废水中总硬度168mmol/l，废水进入超声波强化电化学装置，运行电压6v，超声波100hz，出水总硬度133mmol/l，硬度去除率20.8％。
52.对比例3
53.对比例3中采用的水处理装置除采用惰性电极作为阳极，不含活泼电极外，其余均与实施例1中相同。
54.利用对比例3中的水处理装置处理电厂脱硫废水。电厂脱硫废水经三联箱除去水中重金属离子、大部分悬浮物后，此时废水中总硬度168mmol/l，废水进入超声波强化电化学装置，运行电压6v，超声波100hz，出水总硬度141mmol/l，硬度去除率16.1％。
55.应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的任何限制。通过参照典型实施例对本实用新型进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本实用新型权利要求的范围内对本实用新型作出修改，以及在不背离本实用新型的范围和精神内对本实用新型进行修订。尽管其中描述的本实用新型涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本实用新型限于其中公开的特定例，相反，本实用新型可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。