[發明專利]電催化膜與三維電極耦合處理難降解廢水的裝置和方法

有效

• 申請號: 201710868042.0
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107473337B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 陳亦力;李天玉;莫恒亮;李琨;李鎖定;萬平玉
• 申請（專利權）人: 天津碧水源膜材料有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F1/44
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種電催化膜與三維電極耦合處理難降解廢水的裝置，其特征在于，該裝置主要包括：Ti₄O₇/Ti濾芯陽極、透水隔網、C@Fe₃O₄顆粒、石墨氈陰極、曝氣管和穩流穩壓電源；所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極固定在裝置底部的中心位置，在所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極外包裹一層所述透水隔網，所述石墨氈陰極貼近圓筒內壁，所述曝氣管置于所述石墨氈陰極旁的裝置底部，所述透水隔網與所述石墨氈陰極之間填充滿所述C@Fe₃O₄顆粒構成三維電極，所述石墨氈陰極和所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極分別連接所述穩流穩壓電源的負極和正極；

所述C@Fe₃O₄顆粒的制備：納米級的Fe₃O₄粉末、微米級的碳材料粉末、粘結劑和去離子水以一定的比例混合，攪拌均勻后制備成粒徑為2～6mm的球形顆粒，再將球形顆粒進行晾曬、烘焙；

所述的Ti₄O₇/Ti濾芯陽極，包括：

所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極包括陽極基底材料和催化層，所述陽極基底材料為孔徑1～3μm的過濾性Ti膜，所述催化層為納米級的亞氧化鈦Ti₄O₇，所述納米級的亞氧化鈦Ti₄O₇完全覆蓋在所述Ti膜上。

2.根據權利要求1所述的電催化膜與三維電極耦合處理難降解廢水的裝置，其特征在于，所述的裝置，還包括：進水口、膠封、溢流堰、出水管和支架；

所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極利用保證密封性的所述膠封固定于裝置底部的中心位置，所述進水口在裝置下方通過裝置底部通孔與所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極接通；

所述溢流堰在裝置上方與所述出水管接通；

所述支架整體形成一個圓筒固定所述裝置。

3.根據權利要求1所述的電催化膜與三維電極耦合處理難降解廢水的裝置，其特征在于，所述的透水隔網與石墨氈陰極之間填充滿C@Fe₃O₄顆粒構成三維電極，包括：

所述C@Fe₃O₄顆粒完全覆蓋所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極，并超過所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極的頂部5～15cm。

4.一種應用權利要求1-3任一項所述裝置處理難降解廢水的方法，其特征在于，包括：

從裝置下方的進水口，通過泵將含有難降解污染物的廢水采取正壓泵入的方式泵入所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極內，所述廢水在Ti₄O₇/Ti濾芯陽極內經過預氧化后，從所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極的膜表面濾出后得到預產水；

從Ti₄O₇/Ti濾芯陽極的膜表面濾出的所述預產水，與所述Ti₄O₇/Ti濾芯陽極周圍的擴展陰極C@Fe₃O₄顆粒接觸進行二次氧化作用后得到處理水；

經過所述C@Fe₃O₄顆粒二次氧化后得到的所述處理水向上流動經裝置上方的溢流堰從出水管中流出。