[實(shí)用新型]一種基于碳納米管三維電極的地表水除氟裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022984456.X
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN214031841U
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段平洲;賈曉波;夏瑞;馬淑芹;后希康;塔拉;張凱;王曉;楊辰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/14
• 代理公司: 蘇州科洲知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32435
• 代理人: 周亮

本實(shí)用新型涉及一種基于碳納米管三維電極的地表水除氟裝置，包括水池、除氟裝置和儲水池，所述除氟裝置包括電解池和水泵，所述水泵出水端設(shè)有一出水導(dǎo)管與電解池相連，所述電解池分為陽極區(qū)和陰極區(qū)，所述陽極區(qū)和陰極區(qū)包括陽極、陰極和隔板，所述陽極區(qū)中裝有碳納米管三維電極，所述陽極區(qū)底部設(shè)有一開口，所述開口處連接一儲水池進(jìn)水導(dǎo)管，所述儲水池進(jìn)水導(dǎo)管與儲水池相連。本實(shí)用新型采用的碳納米管三維電極可以有效吸附氟離子，并防止脫附；可以實(shí)現(xiàn)氟離子的快速脫附和三維電極的快速再生，不會對水體造成二次污染，解決了粉狀的吸附劑無法回收利用的問題；裝置部件少，組裝方便，操作便利，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于碳納米管三維電極的地表水除氟裝置。

背景技術(shù)

氟是電負(fù)性最強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)最活潑的一種非金屬元素，幾乎與所有的元素都能發(fā)生作用，富氟土壤隨雨水或湖水徑流沉積自然水體中，水中含氟物質(zhì)通過沉淀或者吸附到泥中都使底泥中氟含量增大，賦存狀態(tài)多樣。中國飲用水中氟離子濃度的安全值是1mg/L，但是很多地方的飲用水中氟的含量都超過了該標(biāo)準(zhǔn)值，隨著國家對于地表水標(biāo)準(zhǔn)的提高，處理氟化物污染尤其是地表水中的氟化物污染就顯得尤為重要。

微污染地表水使用加藥化學(xué)沉淀不僅效率低，還容易造成水體二次污染，破壞水體健康。吸附法簡單易行，可以達(dá)到吸附低濃度污染物的目的，尤其適合于水量較大的地表水修復(fù)工程。但目前有效的氟化物吸附劑多為小顆粒狀固體，無法有效分離，需要配套建設(shè)相應(yīng)的濾池等構(gòu)筑物，無法滿足大流量、大體積的氟化物污染地表水的凈化處理需求。

中國專利CN209740762U公開了一種地下水除氟裝置，包括深水井、除氟裝置和儲水池，深水井和除氟裝置之間通過進(jìn)水管連接，除氟裝置的底部設(shè)置有出水管，出水管的另一端與儲水池連接，所述除氟裝置的內(nèi)頂部設(shè)置有過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)的底部設(shè)置有隔板，所述隔板上貫穿設(shè)置有若干個通孔，所述隔板的頂部設(shè)置有除氟層，能夠?qū)⑦^濾網(wǎng)和除氟層配合使用，對地下水進(jìn)行初步過濾和吸附水中的氟，并儲存凈水。但并未提及該除氟層使用的具體材料，可能存在除氟層材料選取不當(dāng)導(dǎo)致除氟效率低下的，甚至污染水源的問題。

三維電極是在傳統(tǒng)二維電解槽電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料，并使裝填工作材料表面帶電，它比原來平板電極增加了單位槽體積的電極表面積,增大物質(zhì)遷移速度,提高電流效率,同時避免由于電解液電導(dǎo)率過低,需投加大量電解質(zhì)所產(chǎn)生的處理費(fèi)用,成為一種高效實(shí)用的電化學(xué)反應(yīng)器。而電化學(xué)吸附通過操縱界面電位來改變吸附材料吸附量和選擇性,因而可以達(dá)到更大的吸附容量，具有操作簡便、高效低耗、易脫附再生的優(yōu)勢。但是，三維電極采用活性炭顆粒、氧化鋁顆粒等常規(guī)材料，吸附容量有限，回收過程復(fù)雜，碳納米管作為一種一維結(jié)構(gòu)的納米材料，具有很大的比表面積和吸附容量，將其加工成為三維電極材料應(yīng)用于除氟裝置的案例還未見報道。

因此，設(shè)計一種基于碳納米管三維電極的地表水除氟裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中的水體中氟化物不能有效脫除、造成水體二次污染等缺陷，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是至關(guān)重要的。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種基于碳納米管三維電極的地表水除氟工藝，克服現(xiàn)有技術(shù)中的水體中氟化物不能有效脫除、造成水體二次污染等缺陷。

為了達(dá)到上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案。

一種基于碳納米管三維電極的地表水除氟裝置，包括水池、除氟裝置和儲水池，所述除氟裝置包括電解池和水泵，所述水池中通入一水池出水導(dǎo)管，所述水池出水導(dǎo)管一端與水泵入水端相連，所述水泵出水端設(shè)有一出水導(dǎo)管與電解池相連，所述電解池分為陽極區(qū)和陰極區(qū)，所述陽極區(qū)和陰極區(qū)包括陽極、陰極和隔板，所述陽極區(qū)中裝有碳納米管三維電極，所述陽極區(qū)底部設(shè)有一開口，所述開口處連接一儲水池進(jìn)水導(dǎo)管，所述儲水池進(jìn)水導(dǎo)管與儲水池相連。

優(yōu)選地，所述電解池與外接電源相連，所述外接電源為穩(wěn)壓恒流電源。

優(yōu)選地，所述外接電源負(fù)極與電解池陰極之間連接有一電流表。