[實(shí)用新型]水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820216488.1
• 申請(qǐng)日: 2008-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201325897Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉秀寧;湯捷;杜小軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京賽佳環(huán)保科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/46
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/46
• 代理公司: 南京蘇科專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 牛莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用化學(xué)電解催化方法處理高濃度、有毒有害、有機(jī)廢水的設(shè)備，屬于電化學(xué)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電化學(xué)方法是一種處理廢水中有機(jī)污染物的有效途徑。該方法是當(dāng)今高濃度有機(jī)廢水處理的技術(shù)熱點(diǎn)。

電化學(xué)方法處理廢水的機(jī)理是反應(yīng)體系中產(chǎn)生強(qiáng)氧化物質(zhì)(·OH、H2O2、·O2等)，與有機(jī)污染物發(fā)生直接氧化和間接氧化反應(yīng)，將高濃度、難生物降解的大分子有機(jī)物分解成為易生物降解的小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性，甚至將其完全礦化為CO2和H2O等無(wú)機(jī)物。

早期的電化學(xué)反應(yīng)器是由正負(fù)金屬極板組成的電解反應(yīng)槽，用于處理廢水中的重金屬離子污染。

在金屬極板上涂覆不同催化物質(zhì)構(gòu)成的新電解反應(yīng)器是該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，它進(jìn)一步擴(kuò)展了電解反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用。該電解體系在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基，可降解廢水中的難降解、大分子有機(jī)污染物。二十世紀(jì)七十年代，鈦基涂層DSA陽(yáng)極(Dimensionlly?Stable?Anodes)的實(shí)用新型推動(dòng)了這一技術(shù)的發(fā)展。

傳統(tǒng)的電解催化設(shè)備是簡(jiǎn)單的二維平板電極式的，設(shè)備主體由垂直放置、相對(duì)平行、相互交錯(cuò)的陰、陽(yáng)極板構(gòu)成，輔助以供電電源，陰、陽(yáng)極板可為不同材質(zhì)的金屬板，布水板位于設(shè)備上部，出水管位于設(shè)備下部，污水從上而下流經(jīng)反應(yīng)器。二維平板電極式的設(shè)備存在著面積比小、時(shí)空處理量小、電流效率低、能耗大、造價(jià)高等缺點(diǎn)，處理廢水效果不理想。

多維電極是在傳統(tǒng)二維電極間充填粒狀材料構(gòu)成的粒子電極，三維電極電催化處理設(shè)備的面積比大大增加，且粒子間距小，因而液相傳質(zhì)效率高。但是，現(xiàn)有的三維電極電催化處理設(shè)備對(duì)于處理高濃度、難降解的有機(jī)廢水，仍存在著曝氣效果、電流效率、單位時(shí)空效率和處理效率欠佳的問(wèn)題。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)難降解有機(jī)物的電化氧化速度一般比較小。

傳統(tǒng)電解設(shè)備的極板在設(shè)備反應(yīng)器中是垂直放置的，水流方式是翻騰式。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理效率高的水平極板結(jié)構(gòu)、復(fù)極性的水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備。

本實(shí)用實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備，其組成包括設(shè)備殼體，平行相對(duì)的陰極板、陽(yáng)極板，充填于陰極板與陽(yáng)極板之間的粒子電極，布水器及與其連接的進(jìn)水管，曝氣器及與其連接的進(jìn)氣管，出水堰槽、出水管以及電源，所述陰極板、陽(yáng)極板分別與電源的負(fù)極、正極連接，其特征是所述的陰極板、陽(yáng)極板上分布有若干通孔，并且陰極板、陽(yáng)極板水平放置于設(shè)備殼體中，所述的布水器、進(jìn)水管、曝氣器、進(jìn)氣管位于設(shè)備殼體的下部，所述的出水堰槽、出水管位于設(shè)備殼體的上部。

本實(shí)用新型還可以通過(guò)以下進(jìn)一步的技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

(1)、所述陰極板、陽(yáng)極板的開(kāi)孔率為6％～7％，通孔孔徑為3～5mm；

(2)、所述陽(yáng)極板是表面擔(dān)載有含元素銥、鉭、錫、銻催化材料的鈦板，陰極板是鈦板或石墨板；

(3)、充填于陰極板、陽(yáng)極板之間的粒子電極具有多孔結(jié)構(gòu)，粒子電極的粒徑為3～5mm；

(4)、充填于陰極板、陽(yáng)極板之間的粒子電極由負(fù)載有催化物質(zhì)涂層的陶瓷粒子、無(wú)涂層的陶瓷粒子和活性炭顆粒按體積比2∶2∶1組成。；

(5)、設(shè)備殼體內(nèi)具有若干塊相間水平放置的陰極板、陽(yáng)極板，陰極板并聯(lián)后與電源的負(fù)極連接，陽(yáng)極板并聯(lián)后與電源正極連接；

(6)、以所述的水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備為基本單元，通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式組成陣列；

本實(shí)用新型的有益效果如下：

(1)、廢水經(jīng)布水器均勻分配后自下向上流過(guò)反應(yīng)器，水平極板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既避免了水流短路，提高了傳質(zhì)效果，又保證了廢水交替經(jīng)過(guò)陰極板、陽(yáng)極板，陽(yáng)極板的氧化反應(yīng)和陰極板的還原反應(yīng)共存于體系中，使廢水中可通過(guò)氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)降解的不同有機(jī)污染物均得到降解處理；

(2)、設(shè)備結(jié)構(gòu)新穎，對(duì)傳統(tǒng)電解陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，陽(yáng)極多孔鈦板涂有多種催化材料和保護(hù)材料，增加了電極的催化活性，延長(zhǎng)了使用壽命，陰陽(yáng)極均具有很強(qiáng)的耐腐蝕特性；

(3)、陰極板、陽(yáng)極板及充填于極間的、擔(dān)載有催化物質(zhì)涂層的粒子電極共同構(gòu)成了多維電極反應(yīng)系統(tǒng)，大大提高了廢水的傳質(zhì)效率，在電場(chǎng)作用下，系統(tǒng)生成羥基自由基(·OH)等強(qiáng)氧化粒子(H2O2、·O2等)，能有效地將廢水中的有機(jī)污染物氧化分解；