[發(fā)明專利]一種過濾式電化學(xué)反應(yīng)器和水處理裝置以及水處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810218793.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN108585123A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)骑w;楊奎;梁颯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461;C02F1/467;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

本發(fā)明公開了一種過濾式電化學(xué)反應(yīng)器和水處理裝置以及水處理方法，所述過濾式電化學(xué)反應(yīng)器包括從內(nèi)到外依次嵌套的布水管、多層管狀多孔電極、管狀反應(yīng)器壁，所述管狀多孔電極和管狀反應(yīng)器壁的兩端開口采用密封結(jié)構(gòu)封裝，所述布水管穿過所述密封結(jié)構(gòu)，所述布水管設(shè)有進(jìn)水口，最外層的所述管狀多孔電極與管狀反應(yīng)器壁組成的腔體設(shè)有出水口；所述布水管和管狀反應(yīng)器壁采用導(dǎo)電材料制成，所述布水管和管狀反應(yīng)器壁設(shè)置為陰極；多層所述管狀多孔電極從內(nèi)到外交替設(shè)置為陽(yáng)極和陰極；所述管狀多孔電極的孔隙率大于等于45%。有機(jī)廢水經(jīng)過管狀多孔電極后，一步實(shí)現(xiàn)過濾和電化學(xué)氧化降解污染物，污水凈化時(shí)間短、效率高；而且，多孔電極能夠提高水流紊動(dòng)，提高電化學(xué)氧化反應(yīng)效率，使得本發(fā)明的過濾式電化學(xué)反應(yīng)器具有電化學(xué)氧化效率高、能耗低的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種過濾式電化學(xué)反應(yīng)器和水處理裝置以及水處理方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，進(jìn)入水環(huán)境中的有機(jī)污染物的種類和數(shù)量不斷增加，有機(jī)廢物造成的水環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。例如，鹵代有機(jī)物（例如，氯仿、全氟化合物等）常作為溶劑、表面活性劑等在人類生產(chǎn)和生活中廣泛使用，近年來其在各種環(huán)境介質(zhì)中不斷被檢測(cè)到。多數(shù)鹵代有機(jī)物在環(huán)境中具有強(qiáng)滯留性、難降解性和高毒性，已有研究證明，長(zhǎng)時(shí)間接觸低劑量的鹵代有機(jī)物也會(huì)對(duì)水生生物造成長(zhǎng)期傷害。因此，探索難降解有機(jī)廢水的高效處理技術(shù)是近年來環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。

近年來，電化學(xué)氧化在有機(jī)廢水治理中已有廣泛研究，其機(jī)理主要是利用高效陽(yáng)極來直接氧化有機(jī)物，或者利用電極表面生成的活性氧物種（如、HO?、O₂￣）來間接氧化有機(jī)物。電化學(xué)氧化技術(shù)無需添加氧化劑，具有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為環(huán)境領(lǐng)域處理毒害有機(jī)物的有效手段之一。

但是現(xiàn)有電氧化反應(yīng)體系效率低，這主要是由于電極有效利用效率低和污染物與電極的傳質(zhì)速率慢所致，這使得水處理成本大大提高，阻礙了該技術(shù)大規(guī)模使用。電化學(xué)氧化技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的關(guān)鍵是提高電化學(xué)氧化效率、節(jié)約能耗。目前，現(xiàn)有針對(duì)提高電化學(xué)氧化效率的國(guó)內(nèi)專利主要是對(duì)電極材料進(jìn)行改性，例如硼摻雜金剛石電極、稀土摻雜氧化物電極、鈦基摻聚偏二氟乙烯二氧化鉛陽(yáng)極，這些電極多數(shù)制備復(fù)雜、成本高、難以在實(shí)際廢水的治理中應(yīng)用。雖然也有專利報(bào)道對(duì)電化學(xué)裝置進(jìn)行改進(jìn)，但只是改變反應(yīng)裝置形態(tài)以強(qiáng)化水流紊動(dòng)、或者簡(jiǎn)單組裝電絮凝/電氣浮和電氧化連用設(shè)備，從而強(qiáng)化其裝置對(duì)污染物的去處效果，其操作步驟復(fù)雜，效率低。

現(xiàn)有的電化學(xué)反應(yīng)器及水處理裝置存在電化學(xué)氧化效率低、能耗高的問題，急需設(shè)計(jì)出電化學(xué)氧化效率更高、能耗更低的電化學(xué)反應(yīng)器及水處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的缺陷，提供一種過濾式電化學(xué)反應(yīng)器，能夠同時(shí)進(jìn)行多級(jí)過濾和電化學(xué)氧化去除有機(jī)污染物。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電化學(xué)水處理裝置。

本發(fā)明的還一目的在于提供一種電化學(xué)水處理方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種過濾式電化學(xué)反應(yīng)器，包括從內(nèi)到外依次嵌套的布水管、多層管狀多孔電極、管狀反應(yīng)器壁，所述管狀多孔電極和管狀反應(yīng)器壁的兩端開口采用密封結(jié)構(gòu)封裝，所述布水管穿過所述密封結(jié)構(gòu)，所述布水管設(shè)有進(jìn)水口，最外層的所述管狀多孔電極與管狀反應(yīng)器壁組成的腔體設(shè)有出水口；

所述布水管和管狀反應(yīng)器壁采用導(dǎo)電材料制成，所述布水管和管狀反應(yīng)器壁設(shè)置為陰極；多層所述管狀多孔電極從內(nèi)到外交替設(shè)置為陽(yáng)極和陰極；所述管狀多孔電極的孔隙率大于等于45%。