[發(fā)明專利]一種電化學(xué)水處理設(shè)備及水處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711155219.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN107720890B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉慶華;張弓;劉會(huì)娟;曲久輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461;C02F1/66
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 蘇蕾;陳丹

1.一種微流場強(qiáng)化的穿過式電化學(xué)水處理設(shè)備，包括電化學(xué)水處理單元、進(jìn)水口和出水口，其中所述電化學(xué)水處理單元包括：

至少一組電極，所述電極具有有序孔結(jié)構(gòu)；

至少一個(gè)絕緣隔離層，所述至少一個(gè)絕緣隔離層設(shè)置于所述至少一組電極中的兩個(gè)電極之間；

其中，所述至少一組電極的至少一個(gè)電極的孔結(jié)構(gòu)的孔壁上負(fù)載有呈納米微結(jié)構(gòu)的催化劑；并且

其中，所述電極的孔隙率為30％至95％，所述孔結(jié)構(gòu)的孔徑為100納米至800微米。

2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述納米微結(jié)構(gòu)包括納米錐陣列、納米顆粒或納米片中的一種或更多種；所述納米微結(jié)構(gòu)的尺寸為5納米至500納米。

3.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述納米微結(jié)構(gòu)的平均寬度為10納米至100納米，平均高度為30納米至500納米。

4.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，當(dāng)所述納米微結(jié)構(gòu)為所述納米錐陣列時(shí)，所述納米微結(jié)構(gòu)的平均寬度為30納米至60納米，平均高度為100納米至200納米；當(dāng)所述納米微結(jié)構(gòu)為所述納米顆粒或所述納米片時(shí)，所述納米微結(jié)構(gòu)的平均寬度為5納米至40納米。

5.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述催化劑選自聚苯胺、聚吡咯、鈀、鈀合金、金合金、鉑合金、氧化釕、氧化銥中的一種或更多種。

6.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述電極由導(dǎo)電材料制備，所述導(dǎo)電材料選自石墨烯凝膠、碳?xì)饽z、活性炭纖維、石墨纖維氈、泡沫鎳、泡沫銅或泡沫鈦中的一種或更多種。

7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述絕緣隔離層為多孔介電材料，所述多孔介電材料選自聚氨酯、尼龍、聚丙烯、醋酸纖維素纖維中的一種或更多種；所述絕緣隔離層厚度為0.1毫米至5毫米。

8.如權(quán)利要求7所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述多孔介電材料的孔隙率為50％至70％，孔徑為0.1微米至1.2微米。

9.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中所述至少一組電極形成微流場。

10.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述至少一組電極包括陰極和陽極，所述絕緣隔離層位于所述陰極和所述陽極之間。

11.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，其中，所述電化學(xué)水處理單元包括多組電極，所述多組電極按照陰極/絕緣隔離層/陽極/絕緣隔離層/陰極/絕緣隔離層/陽極……的順序依次排列。

12.一種水處理方法，使用根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)水處理設(shè)備，所述方法包括以下步驟：

對(duì)所述至少一組電極施加1.0V至5.0V的電壓，使含污染物的原水經(jīng)由所述進(jìn)水口進(jìn)入所述電化學(xué)水處理設(shè)備，并穿過式通過所述電化學(xué)水處理單元，然后經(jīng)所述出水口流出。

13.如權(quán)利要求12所述的水處理方法，其中所述原水以50L/h·m²至500L/h·m²的流速均勻通過所述電化學(xué)水處理單元。

14.如權(quán)利要求12或13所述的水處理方法，其中水流方向與電場方向平行或垂直。

15.如權(quán)利要求12或13所述的水處理方法，其中在原水進(jìn)入所述電化學(xué)水處理設(shè)備之前，還包括對(duì)原水調(diào)節(jié)pH的步驟。