[發明專利]一種微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極及其應用

在審

• 申請號: 202110111005.1
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112939154A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 鄧鳳霞;荊寶劍;俞滌非;曹玉林;張廣浦;邱珊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

1.一種微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極，其特征在于該陰極包括氧氣源(1)、減速電機(2)、傘形齒輪轉向裝置(3)、萬向閥(4)和多孔陰極(5)；

其中多孔陰極(5)由空心軸(5-1)和與其固定連接的泡沫金屬頭(5-2)組成；空心軸(5-1)外壁的中上部還設置有導電滑環(5-1-1)和電源接口(5-1-2)；導電滑環套在空心軸(5-1)外，電源接口(5-1-2)與導電滑環(5-1-1)連接；

傘形齒輪轉向裝置(3)包括橫軸傘形齒輪(3-1)和縱軸傘形齒輪(3-2)；縱軸傘形齒輪(3-2)的軸心位置設置軸心孔3-2；橫軸傘形齒輪(3-1)與縱軸傘形齒輪(3-2)的齒輪轉軸傳動比率為(2～3)：1；空心軸(5-1)穿過縱軸傘形齒輪(3-2)的軸心孔3-2并與萬向閥(4)連接；萬向閥(4)的另一端與氧氣源(1)連接；橫軸傘形齒輪(3-1)與減速電機(2)連接；減速電機(2)帶動縱軸傘形齒輪(3-2)旋轉，通過齒輪傳動和轉向作用，帶動橫軸傘形齒輪(3-1)減速轉動，使多孔陰極(5)旋轉。

2.根據權利要求1所述的一種微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極，其特征在于泡沫金屬頭(5-2)為多孔泡沫金屬。

3.根據權利要求1或2所述的一種微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極，其特征在于多孔泡沫金屬為泡沫鈦、泡沫鎳或泡沫銅。

4.根據權利要求1或2所述的一種微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極，其特征在于泡沫金屬頭的上部為圓柱形、下部為半球形。

5.根據權利要求1或2所述的一種微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極，其特征在于微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極還包括升降支撐臺6；減速電機(2)固定在升降支撐臺6上。

6.權利要求1所述的微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極的應用，其特征在于該應用是將微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極用于電芬頓反應器，處理有機廢水。

7.根據權利要求6所述的微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極的應用，其特征在于將微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極用于電芬頓反應器處理有機廢水的方法具體為：

一、將陽極(7)和多孔陰極(5)放置至反應器槽體(8)中，陽極(7)和多孔陰極(5)的高度一致；將兩端口直流電源(9)的正極與陽極(7)連接，將兩端口直流電源8的負極與多孔陰極(5)連接；

二、將有機廢水的pH值調節至2～6后，加入到反應器槽體(8)中，然后加入Fe²⁺催化劑；

三、設定減速機2的轉速為100～1200rpm，氧氣源(1)的氧氣流量按每毫升溶液0.1Lmin^-1～10L min^-1進行控制，開啟減速電機(2)和磁力攪拌器(10)后，開啟兩端口直流電源(9)，以恒流模式控制體系施加的電流，使多孔陰極(5)的電流為5～500mA；控制反應器槽體(8)內的有機廢水的水力停留時間為30min～480min，完成有機廢水的處理。

8.根據權利要求7所述的微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極的應用，其特征在于陽極(7)為摻硼金剛石電極、亞氧化鈦陽極或鉑片陽極。

9.根據權利要求7或8所述的微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極的應用，其特征在于步驟二中所述的Fe²⁺催化劑的濃度為0.01mM～1mM。

10.根據權利要求7或8所述的微氣泡曝氣式旋轉電芬頓陰極的應用，其特征在于步驟二中，將反應器槽體(8)放置在磁力攪拌器(10)上，將磁力攪拌轉子(11)放在反應器槽體(8)中。