[發明專利]一種管式填充床電解裝置及用于處理有機廢水的方法

無效

• 申請號: 200910101513.0
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101624228A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 王家德;陳建孟;朱潤曄;陳鈺;戴啟洲;華仁清
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

(一)技術領域

本發明涉及一種管式填充床電解裝置，特別是用于水相有機物分解的電解裝置，本發明還涉及利用該裝置來處理有機廢水的工藝。

(二)背景技術

工業有機廢水處理一直是水污染控制領域的一個難題。電分解是除去工業廢水中有毒有害物質的一種有效方法，在制藥、化工、印染等行業領域得到廣泛的研究和應用。以傳統的板(筒)式二維電解槽為基礎，通過裝填粒子電極(形成三維電解槽)或引入流化態概念(形成流化床電解槽)，改善水相傳質，提高電解效率，逐漸形成了一些新型電解裝置和處理工藝。但這些裝置和工藝基本處于大尺寸水平，鮮有涉及小尺寸(或微型)范疇，事實上，小尺寸電分解裝置不僅可減少電解時間，而且可降低裝置能耗?；诖怂枷?，本發明提出一種高效的新型有機廢水電解反應器----用于水相有機物分解的管式填充床電解裝置。

本發明所述的管式填充床電解裝置基礎是化工反應裝置的管式反應器，管式反應器物料從反應管的一端進入，一邊流動一邊反應，從管的另一端流出時已達到預定的轉化率。這種反應器因管徑小(與傳統的化工反應釜比較)，被稱為小尺寸反應器(有別于尺寸更小的微型反應器)，其特點是反應器長徑比(L/D)大，最大可達50∶1；物料以柱塞流或平推流方式沿管子流動，無返混現象，過程連續穩定；每個反應器自成單元模塊，工程上可依據物料規模及轉化率要求，靈活擴大，無放大效應問題；設備體積小，相傳質好，轉化率高，且能耗低，是化工反應器的一個重要發展方向。

目前與本發明相關的文獻報道有《管式電反應系統及其在廢水處理中的應用》，曾賢桂等，工程設計與建設，2003，35(5)：42～45，介紹了一種管式電反應系統在廢水處理中的應用，該裝置解決了傳統電化學法由于采用平板型電解槽而存在極水比小、傳質條件差、電流分布不均、單位體積處理能力低等諸多難克服的缺點，但是該裝置中所用的鐵鋁陽極電解時，會產生溶解現象。本發明要解決上述不足，設計一種管式填充床電解裝置????管內填充孔狀結構的炭質填料，體現三維填充床特點，傳質好，電解效率高，特別是孔狀炭質填料本身具有良好的吸附性，可實現對一些難降解有機物先吸附后降解的效果，有助于提高污染物分解效率。

(三)發明內容

本發明的目的是提出一種小尺寸、連續穩定、能耗低、可有效去除水相有機物的管式填充床電解裝置及其處理工藝。

本發明采用的技術方案是：

一種管式填充床電解裝置，包括電解槽，所述的電解槽設有電解槽槽體、入口、出口，設置于電解槽槽體內的陰極、陽極，與所述的陰極、陽極分別電連接的直流穩流電源，所述電解槽槽體為管式電解槽，所述的管式電解槽的兩端分別設有與入口連通的進水區和與出口連通的出水區，所述進水區、出水區分別通過多孔板與電解槽槽體分隔，所述的陽極為棒狀Ti/SnO₂+Sb₂O₄復合電極，所述的陽極設置在所述電解槽槽體軸心位置，所述的陰極為管狀不銹鋼網，固定在管式電解槽內壁，在所述的陰極與陽電之間填充著多孔炭質填料，所述的多孔炭質填料是將粉狀活性炭負載在多孔狀結構高分子材料上而制成的填料。

本發明所述的多孔炭質填料是以多孔狀結構高分子材料為載體，以粉狀活性炭為填充組分，采用浸漬法制備得到的含碳量20～50％(質量含量)，孔徑5～15PPI的填料。本發明所述的多孔炭質填料的制備方法為本領域技術人員所熟知，本領域技術人員可以自制或通過市售獲得。

進一步，本發明所述的高分子材料為聚氨酯海綿。

再進一步，所述的管式電解槽的管長∶管徑為8～15∶1。優選為10∶1。

更進一步，其特征在于所述的管式填充床電解裝置由若干個電解槽串聯而成，上一級電解槽的出口與下一級電解槽入口相連。即將單個電解槽作為單元模塊，整個管式填充床電解裝置由2～10個單元模塊串聯組成。這樣多個電解槽連接后做為一個管式填充床電解裝置，需處理的有機物廢水可從第一級電解槽的入口流入，最后一個出口流出，連續地經幾個電解槽的電解，到廢水流出時即完成這個工序的處理工作，有機廢水的處理過程可以連續。