[發明專利]電催化氧化反應器

有效

• 申請號: 201510477375.1
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN105152274B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 周偉強;徐彩萍;戴捷;王明;胡耀笛;裴丹;徐琳;周瑩;李誠成;吳旭
• 申請（專利權）人: 江蘇丹誠環境工程有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙)32208
• 代理人: 周舟

技術領域

本發明涉及污水處理領域，尤其涉及電催化氧化設備。

背景技術

電催化氧化技術是最近發展起來的一種處理有毒難降解污染物的極具應用前景的“綠色技術”。

1、原理：

在常溫常壓下通過有催化活性的電極反應直接或間接產生羥基自由基，從而使難生物降解的有機物轉化為可生物降解的有機物，或是難降解的有機物轉化成二氧化碳和水。

主要反應：

（1）H₂O₂的生成:

O₂＋e^－→ ?O₂^－

?O₂^－＋H^＋→ HO₂? _{或?O2^－＋ HO2?→O2＋ HO2^－}

2 HO₂? →H₂O₂ ＋O₂ 或HO₂^－＋H^＋→ H₂O₂

（2）?OH的生成:

H₂O₂＋e^－→ OH^－＋?OH

（3）以上過程的綜合作用,降解水中的有機物、氨氮及總氮。

2、主要的結構：

電催化氧化反應器本質上來說是一個電解池，主要由反應器外殼和兩塊極板構成，現由于對三維電極的研究不斷推進，發現三維電極處理效率比二維電極好很多，因此本公司均采用三維電極電催化氧化反應器。

3、現有技術存在的問題：

從大的方面來說主要有兩點：

（1）并不能從根本上解決電流效率低、受傳質限制等問題。

（2）需要在電催化材料、電催化氧化反應裝置上做進一步的研究改進。

首先，大多數實際應用中的電催化氧化反應器在電極材料上主要選擇石墨作為電極，本公司原先也是使用的石墨電極。優點是成本低，耐腐蝕，但是石墨電極強度差，在電流密度較高時電極損耗大，電催化氧化有機物能力差，電流效率低。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種結構簡單、布水均勻、電流效率高、處理量大、能耗低的電催化氧化反應器。

為實現本發明目的，提供了以下技術方案：電催化氧化反應器，包括殼體、殼體上端的進水管、與進水管連接設置于殼體內近頂端的布水裝置、設置于殼體內的填料層、設置于殼體填料層段側壁上的電極，殼體底端設置有出水管，殼體近底端設置有曝氣裝置，其特征在于布水裝置下方設置有一層過濾棉，過濾棉固定覆蓋于柵格狀第一塑料框架，第一塑料框架下方填料層頂端設置有第二塑料框架，第一與第二塑料框架間構成穩水層，填料層底端設置有第三塑料框架，曝氣裝置設置于第三塑料框架下方。

作為優選，曝氣裝置下方設置有分隔板，分隔板上均布有透水孔，分隔板與殼底構成出水室，出水管開設于出水室側壁上。

作為優選，曝氣裝置包括曝氣管以及設置在曝氣管上的曝氣盤，具體曝氣盤高度公式為：

H=-5.9073m²+6.3079h²-10.0927mh+37.9073m-10.6308h+11.8924

H—曝氣盤高度；

m—曝氣面積；

h—曝氣高度。

現在常用的主流曝氣器主要有陶瓷曝氣器、管式曝氣器以及盤式曝氣器。好的陶瓷曝氣器傳質效率不錯，但是成本太高，且隨著使用時間的延長，他們的孔隙會結垢，清理需要另花時間及成本；管式曝氣器成本低，不存在曝氣死區，但是壓頭損失大；而盤式曝氣器壓頭損失較管式小，雖然存在曝氣死區，但是可以克服。

經研究發現，調節曝氣盤底部的支架高度，可使曝氣盤與反應器底部的距離發生改變，從而曝氣盤下部污水攪動程度也在變化，因此可確定曝氣盤與反應器底面的距離，使曝氣盤以下區域的污水也能得到充分混合與曝氣，從而克服了傳統反應器中曝氣盤以下區域泥沙沉積的缺點。