[實用新型]處理污水用三維三相電化學反應器

無效

• 申請號: 200620127838.8
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN200967766Y
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 郭玉鳳;李景印;王振川;李子成;李敏;王珺
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所
• 代理人: 劉謨培

技術領域

本實用新型屬于污水處理技術領域，具體的說是處理污水用三維三相電化學反應器。

背景技術

我國是一個嚴重缺水的國家，淡水資源人均擁有量僅為世界人均水平的1/4，居世界第110位。隨著經濟的發展和城市化進程的加快，城市缺水問題優為突出，相當部分城市水資源短缺，城市缺水范圍不斷擴大，缺水程度日趨嚴重。同時，由于城市化進程的加快，城市生活污水生產量不斷擴大，據統計，(1999年排污量達414億m³)，近80％的生活污水未經處理直排江河湖海，造成全國1/3以上的水域受到污染，城市缺水和排污量不斷增加的矛盾日益突出。嚴重制約了社會經濟的可持續發展，也使水體富營養化現象日趨嚴重。因此，這就要求我們一方面要節約并限制用水，同時如何凈化處理生活污水，使其得到再循環再利用，是我國社會經濟可持續發展戰略的重要組成部分。

電化學方法治理污水，具有無須添加氧化劑、絮凝劑等化學藥品，設備體積小，占地面積少，操作簡變靈活等優點，被稱為綠色處理工藝。但是傳統的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率底，尤其是在電導率低時，因而在實踐中難以有突破性進展。針對傳統二維電極這一缺陷，在上世紀60年代末期Bickhuast提出了三維電極/三元電極(three-dimension-electrode)的概念。三維電極是一種新型的電化學反應器，又叫粒子電極(particle?electrode)或床電極(bed?electrode)。它是在傳統二維電解槽電極之間裝填粒狀或其它碎屑狀工作電極材料，并使裝填工作電極材料表面帶電，成為新的一級(第三級)，以增大電極的比表面積，即增加極水比，提高污水的處理效率，降低處理成本。但目前三維電極電解反應器在使用過程中粒子電極易被污染物污染，發生電極堵塞。電極堵塞將使處理效率降低，難以使三維電極連續高效正常運行，限制了三維電極的推廣應用。因此研制新型、高效的電解反應器，用于生活污水的處理，對提高城市生活污水的回用率，緩解城市供水日趨緊張的局面，保持城市經濟的可持續發展均具有重要意義。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種粒子電極不易被污染物堵塞、能夠使三維電極連續高效正常運行的處理污水用三維三相電化學反應器。

本實用新型的整體技術解決方案是：

處理污水用三維三相電化學反應器，包括電解槽2，插裝于電解槽2中的電極3，裝填于相鄰的電極3之間的粒狀或碎屑狀工作電極材料8；電極3與粒狀或碎屑狀工作電極材料8設置于布氣板上表面，布氣板間隔設置于電解槽2底板上方，由布氣板和電解槽2包繞所形成的空腔側壁開設有通氣孔6。

本實用新型的具體結構特征還有：

電極3在電解槽2中呈縱向平行分布。其中的優選設計方案為電解槽2側壁表面開設有呈縱向平行間隔分布的凹槽1，電極3兩側與電解槽2側壁表面的凹槽1插裝固定。平行間隔的凹槽設計可以根據污水電導率的不同而讓電極插裝在不同的凹槽中。

布氣板為中間夾設有濾布或濾網7、上下兩側為透氣板5的疊層結構。濾布或濾網7選用透氣、透水但不透過粒狀或碎屑狀工作電極材料8的纖維狀材質制作。透氣板5為表面分布有與其上下兩側的電解槽2內腔連通的氣孔的剛性板。

布氣板上方的電解槽2側壁表面開設有取樣孔4。

粒狀或碎屑狀工作電極材料8優選活性炭顆粒。

本實用新型所取得的技術進步在于：

本實用新型的整體結構設計合理、簡單，通過氣體的攪動，可以加速溶液中的有機污染物向粒子電極和電極板上擴散，強化了傳質；也可以通過反復沖擊粒子電極，防止有機污染物在粒子電極表面的聚積；氣體中氧氣的注入，可以向反應器溶液提供充足的氧。溶液中過量的氧在粒子電極表面或陰極上可以通過得到兩電子而轉變為強氧化劑羥基自由基等，從而可以氧化有機污染物；改善了三維電極體系中填充粒子的接觸狀態，減少粒子之間的短路電流，相應地增加法拉第電流。實驗結果表明，用該反應器處理生活污水，污水中COD去除率達60％以上，磷去除效果和能耗明顯優于背景技術。

附圖說明

本實用新型的附圖有：

圖1是本實用新型的整體結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述：