[發明專利]一種產電20-87W/m2的節能催化水處理裝置

在審

• 申請號: 201910241073.2
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109956620A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 柳麗芬;張倩;拉貝;張藝臻;鄭玥石
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/30;C02F101/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，該節能催化水處理裝置包括池體(1)、導線(2)、負載(3)、陰極室(4)、曝氣裝置(5)、出水溢流裝置(6)、進水泵(7)、進水管(8)、陽極室(9)、碳棒(10)和沙粒隔層(11)；

所述沙粒隔層(11)位于池體(1)中部，沙粒隔層(11)將池體(1)分為陰極室(4)和陽極室(9)兩部分；所述陽極室(9)位于沙粒隔層(11)的下方，陽極電極為碳棒(10)，碳棒(10)的一端連接導線；陽極室(9)用活性炭填充并負載產電微生物；所述陰極室(4)位于沙粒隔層(11)的上方，陰極電極以導電性材料為基底并負載催化劑，陰極電極的一端連接導線并接入負載(3)，與陽極電極碳棒(10)一端的導線相連，從而形成外電路；所述曝氣裝置(5)位于陰極室(4)、池體(1)頂部的開口處，用于向陰極室(4)內補充空氣或氧氣，進一步促進催化降解廢水中的有機物；所述出水溢流裝置(6)位于陰極室(4)、池體(1)上方、低于曝氣裝置(5)所在的開口處；所述進水泵(7)通過進水管(8)通入至陽極室(9)、位于池體(1)的下方；廢水通過進水泵(7)從進水管(8)流入陽極室(9)，陽極室(9)的產電微生物分解廢水中的有機物并釋放電子，廢水再通過沙粒隔層(11)過濾掉顆粒物及陽極微生物后向上滲入陰極室(4)中，再經曝氣裝置(5)進一步降解通過出水溢流裝置(6)流出，從而實現廢水處理及廢水產電。

2.根據權利要求1所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述陰極電極的基底導電性材料為碳纖維布或活性炭；陰極電極的負載催化劑為二氧化鈦復合催化劑、含Fe、Mn、Zn、C、F、O元素的催化劑。

3.根據權利要求1或2所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述陽極室(9)活性炭的填充率為40％～95％。

4.根據權利要求1或2所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述沙粒隔層(11)為石英砂、錳砂或二者的混合物。

5.根據權利要求3所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述沙粒隔層(11)為石英砂、錳砂或二者的混合物。

6.根據權利要求1、2或5任一所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述負載(3)為100～1000Ω的電阻。

7.根據權利要求1、2或5任一所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，與陽極電極碳棒(10)平行插入一個飽和甘汞電極作為參比電極，在碳棒(10)和參比電極上接入數據采集卡，實時采集陽極的電勢數據；在陰極電極的導線上接入數據采集卡，實時采集電池的電勢數據。

8.根據權利要求6所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，與陽極電極碳棒(10)平行插入一個飽和甘汞電極作為參比電極，在碳棒(10)和參比電極上接入數據采集卡，實時采集陽極的電勢數據；在陰極電極的導線上接入數據采集卡，實時采集電池的電勢數據。

9.根據權利要求1、2、5或8任一所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述池體(1)的形狀為橫管形、柱形、方形或多層組合結構。

10.根據權利要求7所述的產電20-87W/m²的節能催化水處理裝置，其特征在于，所述池體(1)的形狀為橫管形、柱形、方形或多層組合結構。