[發明專利]一種基于BDD電極的電解模組及水處理系統

有效

• 申請號: 202210064023.3
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114314769B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王玉寶;趙小玻;徐金昌;曹延新;王曉玲;張鑫維;劉明昭;張敬群;訾蓬;王傳奇;魏華陽
• 申請（專利權）人: 山東欣遠新材料科技有限公司;中材人工晶體研究院（山東）有限公司;江西欣遠新材料科技有限公司
• 主分類號: C25B9/23
• 分類號: C25B9/23;C25B11/03;C02F1/461;C02F1/463
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 洪秀鳳

本發明提供一種基于BDD電極的電解模組，包括水流導向模塊和電解模塊；電解模塊設置于水流導向模塊內；電解模塊包括BDD電極，BDD電極包括主體部和設置于主體部兩側的若干分支部，主體部及其兩側的若干分支部構成魚刺狀結構。本發明電解模組的BDD電極為魚刺狀結構，相比于現有孔板電極結構，電解時產生的氣體不會堵孔，在水流導向模塊的共同作用下，氣體易于排出，實現了氣體產物的高效排出，可降低顆粒物堵塞的機率，保證了有效的電解反應面積，可提高電解效率及水處理效能。本發明還提供一種包括本發明電解模組的水處理系統，配合過濾模組和氣液混合模組，有效提高處理效果。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，具體而言，涉及一種基于BDD電極的電解模組及水處理系統。

背景技術

摻硼金剛石(BDD)電極是利用氣相沉積法在襯底上沉積摻硼金剛石膜后所制成的BDD電極，其通電后在水中電解水產生的有效組分為臭氧和羥基自由基，可對病毒、細菌、有機污染物等進行氧化處理。BDD電極除具備析氧電勢高和電催化活性高等優點外，還具有優異的化學穩定性，能在長期電解應用過程中耐電化學腐蝕引起的電極損耗，被廣泛應用于消毒殺菌及水處理，例如，用于噴壺、加濕器、洗菜機、洗衣機、空氣凈化機、凈水機、除味器、污水處理機等。

然而，現有BDD電極技術還存在以下問題：

1、現有的BDD電極結構形態為二維平板狀，一般采用噴砂、激光打孔切割、水射流、化學刻蝕等加工方法對表面和結構形態進行加工以增加表面積，提高反應效率，但這些加工方法通常容易存在加工應力(例如，激光打孔切割引起的加工應力)，影響機械強度，加工效率偏低。

2、二維平板狀BDD電極常用的電極結構一般為純平板、孔板等(如圖1所示)，應用時水流方向與排氣方向垂直(如圖2所示)，電解模組工作過程中產生的氫氣和臭氧等難以及時排出，降低了有效工作面積，阻礙了電解反應高效進行。另外，當所需處理的水中含有顆粒物或電化學反應過程中有雜質沉積出來時，容易堵住排氣孔(或槽)，降低電解效率。

發明內容

本發明提供了一種基于BDD電極的電解模組及水處理系統，以解決通過現有BDD電極電解時產生的氫氣、臭氧和氧氣等氣體難以及時排出，降低了有效工作面積，阻礙了電解反應高效進行；當所需處理的水中含有顆粒物或電化學反應過程中有雜質沉積出來時，容易堵住排氣孔(或槽)，降低電解效率等問題。

一方面，本發明提供了一種基于BDD電極的電解模組，所述電解模組包括水流導向模塊和電解模塊；其中，所述電解模塊設置于水流導向模塊內；所述電解模塊包括BDD電極，所述BDD電極包括主體部和設置于主體部兩側的若干分支部，所述主體部及其兩側的若干分支部構成魚刺狀結構。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明BDD電極包括主體部和設置于主體部兩側的若干分支部，主體部及分支部構成魚刺狀結構，相比于現有孔板電極結構，魚刺狀結構使得相鄰分支部之間的側縫無盲端，電解時產生的氣體不會堵孔，在水流導向模塊的共同作用下，水流通過電解模塊時，氣體易于沖刷排出，沉積的雜質易于被帶走，實現了氣體產物的高效排出，可降低顆粒物堵塞的機率，保證了有效的電解反應面積，可提高電解效率及水處理效能。

在本發明的一些實施方式中，相鄰分支部之間的間距為0.05mm-2.5mm，各分支部的寬度為0.05mm-10mm，各分支部與主體部之間的朝向魚刺狀結構尾部的夾角為0-90°。

采用上述進一步技術方案的有益效果在于，加工裝置都具備一定的規格，相鄰分支部之間的間距(即側縫寬度)范圍的設置是為了適用于加工裝置的規格，以方便魚刺狀結構的加工；在側縫寬度設計的基礎上，各分支部的寬度范圍為0.05mm-10mm，一方面可以保證電解模塊中BDD電極與水接觸的反應面積，保證電解效率，另一方面可保證BDD電極的強度，再一方面該寬度范圍有利于電解反應產生的氣體排出；各分支部與主體部之間的朝向魚刺狀結構尾部的夾角設計為0-90°則有利于配合水流，將電解過程中相鄰分支部之間的側縫中產生的氣體沖刷帶走。