一種三維電觸媒水處理裝置的製作方法
2023-04-24 11:40:26 1
專利名稱：一種三維電觸媒水處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水處理領域，特別涉及一種三維電觸媒水處理裝置。
背景技術：
電催化氧化方法是目前發展較快的有機汙染物治理方法之一。該法利用具有催化活性的陽極氧化去除水中有機汙染物，包括直接電化學反應和間接電化學轉化。由於其具有適應面廣、可控性強、流程簡短、操作方便等優點，在難生物降解的有機廢水治理領域得到了廣泛關注。s. S. Mahmoud等利用Ni-A1203複合塗層電極對苯酚廢水進行電催化氧化，結果表明當含酚廢水初始質量濃度為100 2500mg/L時，酚可被完全去除；當初始質量 濃度大於2500mg/L時,酹去除率隨著質量濃度的增加而減小。Hongzhu Ma等以石墨作電極，吸附在活性黏土上的硫酸鐵/高錳酸鉀為催化劑，對初始質量濃度為5200mg/L的模擬苯酚廢水進行處理，在適宜的反應條件下，40min後苯酚廢水的COD去除率可達99%。MiaoLi等研究了 Ti/Ru02-Pt電極對含酚水樣的處理效果。當電解液(NaCl)質量濃度為0. 3mg/L時,反應30min後苯酹的質量濃度由8mg/L降至O。M. Pimentel等用Fenton試劑法對含酚水樣進行處理，水樣的TOC去除率達到100%。電化學催化氧化的優勢在於設備簡單、容易控制，可在常溫常壓下操作，但該方法同時在電流效率較低、穩定性較差等方面存在限制性因素，目前研究圍繞廉價、催化活性高、穩定性好的電極材料展開。針對電化學催化氧化技術處理難降解有機物的缺點，近年來，三維電極法在難降解有機物處理領域越來越受人們的重視。三維電極是一種新型的電化學反應器，又叫粒子電極(particle electrode)或床電極(bed electrode)。它是在傳統二維電解槽電極間裝填粒狀或其它碎屑狀工作電極材料並使裝填工作電極材料表面帶電，成為新的一極(第三極)。已有的文獻對三維電極處理廢水報導主要有第三極電極種類的選擇、電解參數的優化、廢水種類的選擇等方面。採用的第三極電極主要有在顆粒活性炭上負載金屬氧化物、在氧化鋁上負載金屬離子、石英微孔瓷環等；考察的電解參數主要有初始PH值、反應時間、外加電壓、電解質投加量等；廢水種類主要集中於焦化廢水、苯酚廢水、印染廢水、硝基苯廢水，生活汙水等。反滲透水處理技術(RO)是以壓力差為動力的膜分離過濾技術，目前已廣泛運用於科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化、環保等領域。在環保領域方面，反滲透濃縮液是水處理中的一個難題，其具有成分複雜、濃度較高等特點，不能直接排放，也不適合進行循環處理，成為水處理技術中的一道難題。國內RO濃水處理方式主要有回流法、回用作生產用水、資源化利用、蒸餾濃縮等。目前採用電催化氧化技術處理對RO濃水的研究在國內還只見郭誘等人的報導。郭誘等分別採用單獨UV、UV+H202+鐵粉、三維電極+鐵粉工藝，進行了處理反滲透濃縮液的試驗。結果表明pH控制在3. 0時，採用UV+H202+鐵粉法，最大UV光強為125. 8 u W/cm2，水中的H202為0. 07mmol/L，鐵粉的質量濃度26mg/L時，COD的去除率可達30%左右；採用三維電極+鐵粉法，鐵粉的質量濃度同樣為26mg/L時，其COD的去除率可達30%以上，而且時間越長，效果越好。
發明內容本實用新型的目的，在於提高一種處理效率高、出水水質好，設備結構簡單，電解效果好的三維電觸媒水處理裝置。為達到上述目的，本實用新型所提出的技術方案為一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於包括進水倉、反應器、出水倉，所述的進水倉、出水倉分別位於反應器的左右兩偵牝進水倉上部設有一進水口，所述的出水倉上部設有一出水口，所述的反應器與進水倉、出水倉相連的兩壁上均布有小孔，所述的反應器內部前後兩側分別放置有不鏽鋼陰極板和鍍鈦釕陽極板；所述的反應器中填充有活性粒子。優選的，所述的不鏽鋼陰極板和鍍鈦釕陽極板間放置有兩塊鈦板。當電源接通時，兩塊鈦板、不鏽鋼陰極板和鍍鈦釕陽極板之間形成兩個電容，增加了裝置的電場強度。 進一步，所述的反應器底部安裝有曝氣盤。優選的，所述的曝氣盤為3個。進一步，所述的活性粒子為負載金屬氧化物的顆粒活性炭、顆粒氧化鋁或石英微孔瓷環。進一步，所述的金屬氧化物為鐵、鎳、錳等金屬氧化物。採用上述技術方案，本實用新型所述的三維電觸媒水處理裝置用於汙水處理，對難降解有機物的具有處理效率高、出水水質好等優點，並且汙水在裝置中能夠進行很好的混合，電流密度大，電解效果好，裝置製作成本低，運行費用低、無需添加化學藥劑、設備體積小、佔地面積小、操作簡單方便，便於自動控制、不產生二次汙染等優點。
圖I為本實用新型所述的三維電觸媒水處理裝置的基本結構圖；其中1.進水口、2.出水口、3.鍍鈦釕陽極板、4.小孔、5.鈦板、6.不鏽鋼陰極板、
7.進水倉、8.出水倉、9.反應器、10活性粒子、11.曝氣盤。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。如圖I所示，一種三維電觸媒水處理裝置，主要由進水倉7、出水倉8、反應器9三部分組成，均由聚氯乙烯(PVC)材質組成；在進水倉7和出水倉8的上部各有一個圓孔，分別為進水口 I和出水口 2 ;在反應器9的左右兩壁上均布有小孔4，便於水流進和流出反應器9 ;在反應器9的前後兩側分別放置不鏽鋼陰極板6和鍍鈦釕陽極板3 ;在不鏽鋼陰極板6和鍍鈦釕陽極板3的中間放置兩塊鈦板5。當電源接通時，兩塊鈦板5、不鏽鋼陰極板6和鍍鈦釕陽板3之間形成兩個電容，增加了裝置的電場強度。在反應器9中填充活性粒子10作為三維電觸媒的第三極，活性粒子10為負載金屬氧化物的顆粒活性炭、顆粒氧化鋁或石英微孔瓷環，金屬氧化物為鐵、鎳、錳等金屬氧化物。在有電場的作用下，活性粒子表面帶電，在活性粒子10表面能發生電化學反應。在反應器9的底部安裝三個曝氣盤11。具體使用時，採用本裝置處理RO濃水等高濃度難降解廢水，廢水從進水口 I經進水倉7收集，再通過反應器右側的小孔4進入反應器9中，在電場的作用，汙染物開始降解一段時候後，從反應器9左側的小孔4經出水倉8收集，再通過出水口 2出來。在反應的過程中，不鏽鋼板6和鍍鈦釕板3分別接電源的正極和負極，曝氣盤連接空壓機開始曝氣，曝氣盤11產生的氣體可以通過攪動作用，強化傳質，減少電極表面的濃差極化，且氣體中的氧氣可以在粒子電極表面或陰極表面轉化為強氧化劑H2O2等，生成強活性物質羥基自由基( 0H),對有機物進行間接氧化，進而強化有機汙染物的降解，達到有效降解有機物的目的。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節上對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於包括進水倉、反應器、出水倉，所述的進水倉、出水倉分別位於反應器的左右兩側，進水倉上部設有一進水口，所述的出水倉上部設有一出水口，所述的反應器與進水倉、出水倉相連的兩壁上均布有小孔，所述的反應器內部前後兩側分別放置有不鏽鋼陰極板和鍍鈦釕陽極板；所述的反應器中填充有活性粒子。
2.根據權利要求I所述的一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於所述的不鏽鋼陰極板和鍍鈦釕陽極板間放置有兩塊鈦板。
3.根據權利要求I所述的一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於所述的反應器底部安裝有曝氣盤。
4.根據權利要求3所述的一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於所述的曝氣盤為3個。
5.根據權利要求I所述的一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於所述的活性粒子為負載金屬氧化物的顆粒活性炭、顆粒氧化鋁或石英微孔瓷環。
專利摘要本實用新型公開了一種三維電觸媒水處理裝置，其特徵在於包括進水倉、反應器、出水倉，所述的進水倉、出水倉分別位於反應器的左右兩側，進水倉上部設有一進水口，所述的出水倉上部設有一出水口，所述的反應器與進水倉、出水倉相連的兩壁上均布有小孔，所述的反應器內部前後兩側分別放置有不鏽鋼陰極板和鍍鈦釕陽極板；所述的反應器中填充有活性粒子。本實用新型所述的裝置用於汙水處理，對難降解有機物的具有處理效率高、出水水質好等優點，並且汙水在裝置中能夠進行很好的混合，電流密度大，電解效果好，裝置製作成本低，運行費用低、無需添加化學藥劑、設備體積小、佔地面積小、操作簡單方便，便於自動控制、不產生二次汙染等優點。
文檔編號C02F1/461GK202482113SQ20122011108
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者王俊川 申請人:廈門市威士邦膜科技有限公司