[實用新型]一種轉盤式電Fenton反應器

有效

• 申請號: 201420287935.8
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN203890102U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 高明明;張巖;王新華;劉瑞婷
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/467;C02F1/74;C02F1/72
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本實用新型涉及一種轉盤式電Fenton反應器，屬于水處理技術領域。

背景技術

近年來，電Fenton氧化技術因為其處理高濃度難降解的有機反應液比較徹底，產物無毒無害，不產生二次污染越來越受到人們的關注。電Fenton法是指借助電化學法生成Fe²⁺和H₂O₂作為Fenton試劑的持續來源。Fenton試劑在反應過程中生成具有強氧化性且無選擇性的羥基自由基·OH，它能將有機物分子結構破壞，使之生成小分子中間體或者將其完全礦化生成CO₂和H₂O。與傳統Fenton反應相比，電Fenton法具有以下特點：處理成本低不需要再加入其他藥品試劑；可以實現原位產生H₂O₂，避免了原料試劑在存儲和運輸過程中產生的危險；處理設備簡單，處理周期短。

常見電Fenton法有陰極電Fenton法(EF-Fenton法)，犧牲陽極法(EF-Feox法)，Fe³⁺循環法(FSR法)，以及EF-Fere法。傳統的電Fenton反應器通常由直流電源，陰極，陽極，電解池，曝氣裝置，攪拌裝置以及外接電路組成。但是，現有電Fenton反應器存在一些不足，表現為以下幾點：1)曝氣效率不足，根據反應機理需要不斷向電解液中充入空氣，使O₂在陰極上捕獲電子生成H₂O₂，普通壓縮空氣裝置將氧氣充入整個電解池中，而O₂在電解液中溶解度很小，充入其中的O₂大部分都無法參與反應而大量流失，造成曝氣效率低。2)H₂O₂產生速率較慢，O₂需要在陰極表面捕獲電子才能生成H₂O₂，傳統的電Fenton反應器O₂在電解液中傳質和擴散易受影響。不易使O₂在陰極表面大量存在，效率較低。3)耗能較大，反應過程中需要不斷地曝氣和攪拌以提高傳質和擴散，使得整個反應器的耗能較大。4)pH的調節范圍比較窄，FSR法中的pH操作范圍為pH＜1，EF-Fere法的pH操作范圍為pH＜2.5，易使反應器的處理效果受到影響。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種轉盤式電Fenton反應器。

本實用新型的技術方案如下：

一種轉盤式電Fenton反應器，包括電解反應池、石墨轉盤電極、普通石墨電極、飽和甘汞參比電極、直流電機、聯軸器、轉動軸、導電圓環和隔板，其中，所述電解反應池設置為一頂部開口的中空容器，所述中空容器的器壁上設置有貫通器壁的兩個通孔，所述兩個通孔的中心處于同一水平線，其中一個通孔的正下方設置有固定連接器壁外表面的平臺，所述直流電機設置安裝在平臺上，所述直流電機通過聯軸器與轉動軸的一端固定連接，所述轉動軸的另一端依次穿過兩個通孔后設置于導電圓環內，所述導電圓環與器壁外表面相連接，所述轉動軸還與石墨轉盤電極固定連接，所述石墨轉盤電極設置在中空容器內；所述隔板上設置有固定孔，所述普通石墨電極和飽和甘汞參比電極分別固定連接銅棒，所述銅棒貫穿固定孔與隔板固定連為一體，所述隔板安裝設置在中空容器的頂部，所述銅棒和導電圓環與外部的電化學工作站電連接，所述直流電機與外部的直流電源電連接。

根據本實用新型，優選的，所述直流電機為R260電機，工作電壓為3-6V，最大轉速為18000轉/分鐘。

根據本實用新型，優選的，所述隔板設置為一長方體，所述電解反應池的頂部設置有容納隔板的凹槽。此設計的目的在于，將隔板嵌入電解反應池頂部的凹槽內，確保在電解反應過程中普通石墨電極和飽和甘汞參比電極的穩定性。

根據本實用新型，優選的，所述轉動軸為銅質轉動軸，所述轉動軸的另一端與導電圓環摩擦接觸。此設計中，導電圓環與轉動軸相對運動，電機帶動轉動軸轉動的過程中，導電圓環與外部電化學工作站電連接，導電圓環通過摩擦接觸與轉動軸進行導電。

根據本實用新型，優選的，所述電解反應池的底部邊緣處設置為向外延伸的底座。

根據本實用新型，優選的，所述轉動軸貫穿于石墨轉盤電極的中心與石墨轉盤電極固定連為一體。此設計的好處在于，可以保證石墨轉盤電極最大的利用率，同時確保了攪拌效率，保證了反應液中四環素等物質在溶液中的傳質。