[發明專利]電去離子電催化一體反應器及去除硝酸鹽的方法

有效

• 申請號: 201410712084.1
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104341029A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 花莉;胡陽陽;馬宏瑞
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F1/467
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.電去離子電催化一體反應器，其特征在于：包括依次安裝的陽極極水室(3)、陽極濃水室(2)、淡水室(1)和陰極極水室(4)，其中，所述淡水室(1)和陰極極水室(4)之間通過設置第一陽離子交換膜(5)隔開，淡水室(1)和陽極濃水室(2)之間通過設置第一陰離子交換膜(6)隔開，陽極極水室(3)和陽極濃水室(2)之間通過設置第二陽離子交換膜(7)隔開；

所述陽極極水室(3)中安裝有陽極電極(8)，陽極濃水室(2)中安裝有電催化陰極電極(31)，陰極極水室(4)中安裝有電去離子陰極電極(9)；

所述淡水室(1)的進水口連接原水水槽(11)，出水口連接凈化水槽(12)；陽極濃水室(2)和陽濃循環水槽(14)相連形成第一循環回路；陽極極水室(3)和陰極極水室(4)分別同時與陰陽極液循環水槽(13)相連形成第二循環回路和第三循環回路。

2.根據權利要求1所述的電去離子電催化一體反應器，其特征在于：所述陽極極水室(3)、陽極濃水室(2)和陰極極水室(4)的出水口分別位于各自的進水口上方。

3.根據權利要求1所述的電去離子電催化一體反應器，其特征在于：所述電催化陰極電極(31)包括并排固定的8～12根鈦板，以及在每根鈦板上通過尼龍網固定的Pd和Sn改性的活性炭纖維，所述相鄰鈦板中心間隔為0.5～0.625cm。

4.根據權利要求1所述的電去離子電催化一體反應器，其特征在于：所述淡水室(1)中填充有D407硝酸根吸附樹脂與D001大孔陽離子交換樹脂，按體積比10:(4～7)混合。

5.根據權利要求1所述的電去離子電催化一體反應器，其特征在于：所述陽極濃水室(2)內布置有用于固定電催化陰極電極(31)的電催化電極固定架及布水器。

6.根據權利要求1所述的電去離子電催化一體反應器，其特征在于：所述陽極極水室(3)、淡水室(1)和陰極極水室(4)的寬度相等且小于陽極濃水室(2)的寬度，陽極極水室(3)、陽極濃水室(2)、淡水室(1)和陰極極水室(4)并排設置且通過若干根第一螺栓(21)固定安裝在一起，所述第一螺栓(21)穿過陽極濃水室(2)，且位于陽極濃水室(2)內的第一螺栓(21)上套接防水環(20)。

7.電去離子電催化一體去除硝酸鹽的方法，其特征在于：首先將包含硝酸鹽的原水送至淡水室(1)，淡水室(1)兩側的陽極極水室(3)中和陰極極水室(4)中分別安裝有陽極電極(8)和電去離子陰極電極(9)，并產生電場；

原水中的陽離子在電場的作用下，穿過淡水室(1)一側的第一陽離子交換膜(5)進入與淡水室(1)相鄰的陰極極水室(4)，并通過陽極極水室(3)和陰極極水室(4)分別同時與陰陽極液循環水槽(13)相連形成的循環回路，陽離子從陰極極水室(4)進入陽極極水室(3)，并穿過陽極極水室(3)和陽極濃水室(2)之間的第二陽離子交換膜(7)進入陽極濃水室(2)，進行回收利用；原水中的陰離子在電場的作用下，穿過淡水室(1)另一側的第一陰離子交換膜(6)進入位于淡水室(1)和陽極極水室(3)之間的陽極濃水室(2)，與陽離子進行匯聚，并在陽極濃水室(2)中安裝的電催化陰極電極(31)的還原作用下，生成氣體排出；

淡水室(1)中排出凈化水，完成硝酸鹽的去除。

8.根據權利要求7所述的電去離子電催化一體去除硝酸鹽的方法，其特征在于：所述電催化陰極電極(31)的制備步驟包括：首先采用多步浸漬法在活性炭纖維上負載Pd催化劑和Sn催化劑，得到Pd和Sn改性的活性炭纖維；然后以鈦板為載體，通過孔徑1～2mm的尼龍網將Pd和Sn改性的活性炭纖維固定在鈦板上，其中Pd和Sn改性的活性炭纖維和鈦板尺寸一致。