超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置的製作方法

2023-06-09 02:06:41

專利名稱：超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水處理的技術領域，具體涉及一種超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置。
背景技術：
電Fenton法的研究始於20世紀80年代。到目前為止，國內外眾多學者採用電Fenton法處理各種廢水，並取得了一定的效果。電Fenton法是藉助外加電流的作用產生Fe2+和H2O2,由此作為Fenton試劑的持續來源，發生一系列化學反應，使廢水中的有害雜質得以轉化而被去除。其中H2O2在Fe2+的催化作用下會生成氧化能力很強的羥基自由基.0H，其氧化電位高達2.80V。.0H還具有很高的電負性和親電性，其電子親和能力達569.3KJ，具有很強的加成反應特性，因此降解廢水中有機物的能力很強，特別適用於生物或一般化學氧化難以奏效的廢水的處理。電Fenton法可藉電解方法現場同時生成Fe2+與H2O2,不用外加化學試劑，且Fe2+可循環再生利用，可謂高效、廉價的廢水處理技術，近年來廣泛應用於處理廢水過程的研究。隨著人們對電Fenton法處理廢水的深入研究發現，陰極和陽極上分別發生析氫和析氧反應，生成的H2和O2會以氣泡的形式附著於電極表面造成電極有效面積減小，阻礙了 O2在陰極還原成H202。O2在廢水中傳質受阻,這致使陰極表面生成H2O2的還原反應速度遲緩；而且廢水中Fe2+和H2O2傳輸過程中易產生濃差極化，這致使離子間傳質受阻，Fenton反應速度遲緩，副反應增加，從而使處理效率降低、能耗增加。目前，許多研究者都致力於研製對O2生成H2O2過程具有高催化活性、大O2接觸面積的陰極材料，而對廢水中02、Fe2+和H2O2以及參與反應的離子之間的傳質過程的強化的研究卻很少。因此研製強化電Fenton法處理廢水傳質過程的工藝及其裝置是推動電Fenton法處理廢水深入發展的關鍵技術之 O
發明內容
本實用新型為了解決傳統電Fenton法處理廢水時傳質受限的難題，提供了一種超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置。本實用新型採用如下的技術方案實現:超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，包括內附絕緣層的不鏽鋼外殼，外殼內置若干圓筒陰極及陰極連接盤和若干波紋圓筒陽極及陽極連接盤，波紋圓筒陽極和圓筒陰極同心交替排列，各圓筒陰極底端連接於陰極連接盤，各波紋圓筒陽極頂端連接於陽極連接盤，各圓筒陰極的自由端與陽極連接盤之間以及各波紋圓筒陽極的自由端與陰極連接盤之間均留有距離，波紋圓筒陽極及陽極連接盤相對外殼靜止，陰極連接盤中心連接可高速旋轉的轉軸，陰極連接盤上布有進氣孔，陰極連接盤底部設置氣體流通室，氣體流通室與穿過外殼設置的氣體進口管連接，外殼頂部設置有氣體出口管，陽極連接盤的中心開孔連接穿過外殼設置的廢水進口管，廢水進口管與廢水儲槽相連，外殼底部設置有廢水出口管。所述的波紋圓筒陽極的波紋彎曲角度為90°，為保證廢水在波紋圓筒電極上的湍動狀態，每150mm高的圓筒電極上設置波紋個數5 10個，波紋峰高IOmm 15mm。所述的圓筒陰極和波紋圓筒陽極高度相等，各圓筒陰極距離陽極連接盤的距離與各波紋圓筒陽極距離陰極連接盤的距離相等，其距離為圓筒高度的1/10 1/4，各波紋圓筒陽極與陽極連接盤之間以及各圓筒陰極與陰極連接盤之間均為可自由拆卸式連接。所述的波紋圓筒陽極材料選取可溶出Fe2+的材料，為鐵或不鏽鋼材料，圓筒陰極材料採用石墨、不鏽鋼材料或不鏽鋼上覆蓋活性碳纖維材料。所述的進氣孔在陰極連接盤上呈輻射狀、均勻分布，開孔率0.01% 0.03%,進氣孔在陰極連接盤上位於所連接的各個圓筒陰極和各個波紋圓筒陽極之間形成的各個環隙當中，並且靠近各個圓筒陰極的內外周邊分布，陰極連接盤及其上布置的進氣孔構成氣體分布器。所述的同心交替排列的陽極連接盤上所連接的同心圓筒波紋陽極和陰極連接盤上所連接的同心圓筒陰極的個數，根據廢水停留時間和流量大小來確定，反應裝置的尺寸也由此可確定。各波紋圓筒陽極與陽極連接盤之間以及各圓筒陰極與陰極連接盤之間均可自由拆卸式連接，可根據處理要求更換所需材料的電極。超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的工藝，基於上述的超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置完成，利用旋轉的陰極連接盤及圓筒陰極和靜止的陽極連接盤及波紋圓筒陽極，以及通入的氧氣組成超重力電Fenton反應體系；反應步驟如下:廢水中加入酸性溶液調節pH值在2.5 3.5範圍內，通過調節轉速500r/min^lOOOr/mi·n營造超重力環境,每立方米廢水中去除每千克的COD需通入0.05m3 0.1m3的氧氣，氧氣由氣體流通室經進氣孔分布後進入超重力電Fenton法處理廢水傳質過程的裝置中，在超重力作用下，廢水由裝置中心沿徑向通過超重力電Fenton反應體系進而得以降解；處理後的廢水由裝置的外殼收集後，從廢水出口管流出，或循環處理，或進入下一步處理，或排放；廢水處理完畢後，裝置中產生的氣體由氣相出口管排出。本實用新型所述的波紋圓筒陽極和圓筒陰極同心交替排列，依靠與轉軸連接的陰極連接盤及同心圓筒陰極旋轉形成超重力場，構成超重力電Fenton反應裝置，以此強化廢水反應的傳質過程，消除濃差極化，提高電流效率和處理效率。本實用新型採用超重力技術強化電Fenton法處理廢水的傳質過程。可溶性陽極氧化產生Fe2+，見式(I)。通入的氧氣在陰極上被還原成H2O2，見式(4)。陽極產生的Fe2+與陰極產生的H2O2在一定pH值條件下發生Fenton反應生成.0Η和Fe3+，見式(7)。其中生成的.0Η將廢水中的有機物降解，見式(8);式(7)中的Fe2+可通過Fe3+在陰極還原再生，見式(5)，也可與H2O2反應生成，見式(9)和式(10)，這樣Fe2+可持續產生。式(I)中的02可以通過通入氧氣提供，也可通過H2O在陽極氧化產生，見式(2)，這樣H2O2可在陰極持續產生，見式(4)，保證了 Fenton反應持續發生，.0Η的持續生成，見式(7)。式(8)中的.0Η可由式(7)產生，也可由式(3) H2O在陽極氧化產生。由陽極溶解出的活性Fe2+和生成的Fe3+可部分水解成對有機物有強絡合吸附作用的Fe (OH)2, Fe (OH) 3及nFe (OH) 2.mFe (OH) 3 (η,m=l，2...)，分別見式(11)、(12)、(13)，其具有混凝和絮凝作用，可有效去除廢水中的懸浮物與膠體雜質。同時陰極和陽極上分別發生析氫和析氧反應，分別見式(6)和(2)。在超重力作用下，陽極生成的O2會快速脫離陽極表面，而在陰極還原成H2O2,變不利為有利；陰極產生的H2不會附著於陰極表面而造成陰極有效電極面積減小，而是會快速逸出並吸附廢水中的微粒雜質，而後成為較易去除的浮渣得以去除。涉及到的化學反應如下:陽極:Fe_2e— Fe2+ (I)2H20_4e — 02+4H+ (酸性介質) (2)2H20-2e — 2.0H+2H+ (酸性介質)(3)陰極:02+2e+2H+— H2O2 (4)Fe3++e — Fe2+(5)2H20+2e — 20Η>Η2 (酸性介質) (6)Fenton 反應:H202+Fe2+ — Fe3++0H>.0H (7)有機物降解:.0H+有機物一C02+H20+小分子有機物 (8)溶液中:Fe3++H202— Fe2++H02.+H+ (9)Fe3++H02.— Fe2++02+H+(10)Fe2++20r — Fe (OH) 2 (11)·[0028]Fe3++30『一Fe (OH) 3 (12)nFe (OH)2+mFe (OH) 3 — nFe (OH)2.mFe (OH) 3 (n,m=l,2...) (13)超重力電Fenton法處理廢水的工藝:調節廢水pH值，通過調節轉速營造超重力環境，在超重力場中，廢水由裝置中心沿徑向通過多級電Fenton反應裝置。氧氣由氣體流通室經進氣孔分布後進入超重力電Fenton反應裝置中。裝置中發生上述的化學反應(O- (13)使廢水中的有機物得以降解。處理後的廢水由裝置的外殼收集後，從廢水出口管流出，或循環處理，或進入下一步處理，或排放。過程中產生的氣體由氣體出口管排出。本實用新型相對現有技術具有如下有益效果:1、本實用新型中使用的各個陽極是波紋圓筒式。波紋圓筒式的電極形狀相比現有的圓筒電極而言，首先，等高度裝置內可安置的電極面積增大，電極面積利用率大，適合消耗陽極材料的、需安置大面積陽極材料的犧牲陽極電Fenton反應過程；其次廢水流經波紋圓筒陽極時的湍動程度增大，可對涉及到的反應的傳質過程起到強化作用；再者，廢水流經波紋圓筒陽極時流經的路程增長，在裝置內停留時間延長，可提高廢水的處理效率。本實用新型中通入的氧氣需在陰極還原成H2O2,因此各個陰極形狀是常規的圓筒形狀，以減少氧氣在電極表面的傳質阻力。目前在電Fenton法處理廢水的研究中還未有此結構的電極使用。2、本實用新型中使用的各個波紋圓筒陽極和常規圓筒陰極同心、交替排列，這樣的電極結構使得電極正反兩面均可參與反應，電極面積利用率大，並且構成多級反應裝置。同時廢水也呈上下交替流動，對電極表面可起到衝刷作用，可防止電極界面的濃差極化。3、本實用新型中使用的波紋圓筒陽極材料為鐵或不鏽鋼材料，以滿足電Fenton法靠可溶性陽極電極反應溶解Fe2+的要求，而現有的超重力多級同心圓筒式電解反應選取析氧電位較高的電極(如鈦電極，鈦基塗層電極)做陽極，以防止電解法反應過程中陽極上的析氧競爭反應。處理方法不同，電極材料選用也不同。現有的工藝依靠的是電解技術，主要是靠陽極氧化有機物，但陽極易發生析氧競爭反應，析出的氧氣會以氣泡的形式附著於陽極表面從而降低陽極活性，影響電解效率，所以為了防止陽極上的氣泡附著，陽極連接盤中心連接高速旋轉的轉軸以帶動陽極旋轉比較合適。而本實用新型的工藝涉及到電Fenton反應過程，陰極上的O2還原成H2O2的反應是決定反應速度以及能否維持反應持續進行的關鍵，為了防止陰極界面層溶液的濃差極化，陰極連接中心連接高速旋轉的轉軸以帶動陰極旋轉比較合適。這樣依靠電極結構和電極運動營造超重力環境的研究還未見在電Fenton反應過程中使用。4、本實用新型的超重力電Fenton反應裝置增設了通入氣體的相關設置，如氣體進口管、氣體流通室、進氣孔及其與陰極連接盤形成的氣體分布器。此結構可使裝置不僅適用於電解反應，而且適用於電Fenton反應，擴大了裝置的應用範圍。其中所發明的進氣孔在陰極連接盤上呈輻射狀、均勻分布。為保證進氣量和陰極連接盤的機械強度，開孔率控制在0.01% 0.03%。進氣孔在陰極連接盤上位於所連接的各個圓筒陽極和各個圓筒陰極之間形成的各個環隙當中，並且靠近各個圓筒陰極的周邊分布。陰極連接盤及其上布置的進氣孔構成氣體分布器，氧氣不經氣體分布器而直接通入時，氣體大都會沿軸向運動，徑向的氣體分布會不均勻，甚至會徑向分布短路，而通入的氧氣經各個同心分布環中的進氣孔分布後會保證徑向氣相分布的均勻，尤其是在超重力場中當受到離心力的作用時，徑向分布會更趨於均勻化，這樣會最大程度的保證通入的氧氣在各個圓筒陰極上發生還原反應生產H2O2，提高氧氣的利用率和H2O2的生產率，從而提高處理效率，同時氣體經各個分布環的進氣孔噴入時會加強廢水的湍流強度，強化反應的傳質過程，避免濃差極化，本實用新型在設計氣體分布器時，有效利用了電極連接盤，將氣體分布器與電極連接盤合二為一，結構簡單、製作成本低、可使反應效果增強，生產效率提高。5、本實用新型中裝置外殼的材料為不鏽鋼，外殼內附絕緣層，而現有常用的是有機玻璃外殼。本實用新型的超重力電Fenton法處理難降解廢水的工藝需向裝置中通入氣體，這樣首先有機玻璃外殼的密封性不如不鏽鋼，會發生漏氣現象；再者當設備中通入的氣體達到一定氣量時，有機玻璃外殼易漲裂，而不鏽鋼外殼則可避免此問題。使用內附絕緣層的不鏽鋼外殼以保證使用安全。6、本實用新型靜止的同心波紋圓筒陽極及陽極連接盤、旋轉的同心圓筒陰極及陰極連接盤，以及通入的氧氣組成超重 力電Fenton反應體系。依靠超重力場中產生的強大剪切力使電Fenton反應過程中產生的氣體的線速度得到提高來加快氣泡的脫離，維持電極有效活化面積，提高電極表面的傳質速率。同時超重力技術的微觀混合性能使得陽極溶解的Fe2+和陰極產生的H2O2在廢水傳輸過程中的濃差極化消除，也使二者之間以及廢水中其它離子之間的傳質過程得以強化。利用該工藝可使廢水的處理效率提高。利用該裝置，可使傳統的電Fenton反應裝置的傳質受限的問題能得到很好的解決。目前還未有該結構的裝置和該技術的工藝在廢水處理中的應用。7、超重力電Fenton法處理廢水過程，相比常重力條件下電Fenton法處理廢水過程，在轉速500r/mirTl000r/min時，槽電壓可降低2°/Γ 4%，處理時間可縮短9°/Γ21%，汙染物去除率可提聞3%-12%ο綜上所述，超重力電Fenton法處理廢水的工藝及裝置中電極面積利用率、氧氣利用率、以及H2O2的生產率均提高，不僅可解決傳統犧牲陽極電Fenton技術應用過程中傳質受限的難題，從而提高了處理效率，而且反應裝置中持液量小、負荷低，設備小，能耗低，適合連續運行、規模處理，具有廣闊的應用前景。

圖1是本實用新型示意圖，圖2是超重力電Fenton反應裝置剖面圖，圖3是電極及電極連接盤俯視圖，圖中:1-超重力電Fenton反應裝置，2_閥門I，3_電化學反應控制系統或直流穩壓電源，4-閥門II，5-廢水貯槽，6-閥門III，7-泵，8-閥門IV，10-閥門V，9-流量計。1.1-外殼，1.2-陽極連接盤，1.3-氣體進口管，1.4_波紋圓筒陽極，1.5_圓筒陰極，1.6-陰極連接盤，1.7-廢水進口管，1.8-氣體出口管，1.9-進氣孔，1.10-氣體流通室，1.11-廢水出口管，1.12-轉軸，1.13-滑環。
具體實施方式
超重力電Fenton反應裝置包括:靜止的陽極連接盤及電解可溶出Fe2+的波紋圓筒陽極、旋轉的陰極連接盤及圓筒陰極、通入氧氣在陰極還原生成H2O2，由此組成超重力電Fenton反應裝置。波紋圓筒陽極和圓筒陰極同心交替排列，構成多級電Fenton反應裝置。反應過程中，廢水連續進入多級電Fenton反應裝置，波紋圓筒陽極及陽極連接盤呈靜止狀態，圓筒陰極及陰極連接盤在中心轉軸帶動下高速旋轉，形成超重力多級電Fenton反應過程。超重力環境的營造可強化廢水降解中的傳質過程。進一步說:如圖1、圖2、圖3所示，超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，包括內附絕緣層的不鏽鋼外殼1.1，外殼1.1內置若干圓筒陰極1.4及陰極連接盤1.2和若干波紋圓筒陽極1.5及陽極連接盤1.6，波紋圓筒陽極1.5和圓筒陰極1.4同心交替排列，各圓筒陰極1.4底端連接於陰極連接盤1.2，各波紋圓筒陽極1.5頂端連接於陽極連接盤1.6，各圓筒陰極1.4的自由端與陽極連接盤1.6之間以及各波紋圓筒陽極1.5的自由端與陰極連接盤1.2之間均留有距離，波紋圓筒陽極1.5及陽極連接盤1.6相對外殼1.1靜止，陰極連接盤1.2中心連接可高速旋轉的轉軸1.12，陰極連接盤1.2上布有進氣孔
1.9，陰極連接盤1.2底部設置氣體流通室1.10，氣體流通室1.10與穿過外殼1.1設置的氣體進口管1.3連接，外殼1.1頂部設置有氣體出口管1.8，陽極連接盤1.6的中心開孔連接穿過外殼1.1設置的廢水進口管1.7，廢水進口管1.7與廢水儲槽5相連，外殼1.1底部設置有廢水出口管1.11。所述的波紋圓筒陽極1.5的波紋彎曲角度為90°，每150mm高的圓筒電極上設置波紋個數5 10個，波紋峰高IOmm 15mm。所述的圓筒陰極1.4和波紋圓筒陽極1.5高度相等，各圓筒陰極1.4距離陽極連接盤1.6的距離與各波紋圓筒陽極1.5距離陰極連接盤1.2的距離相等，其距離為圓筒高度的1/10 1/4，各波紋圓筒陽極1.5與陽極連接盤1.6之間以及各圓筒陰極1.4與陰極連接盤1.2之間均為可自由拆卸式連接。所述的波紋圓筒陽極1.5材料選取可溶出Fe2+的材料，為鐵或不鏽鋼材料，圓筒陰極材料1.4採用石墨、不鏽鋼材料或不鏽鋼上覆蓋活性碳纖維材料。所述的 進氣孔1.9在陰極連接盤1.2上呈輻射狀、均勻分布，開孔率0.01% 0.03%，進氣孔1.9在陰極連接盤1.2上位於所連接的各個圓筒陰極1.4和各個波紋圓筒陽極1.5之間形成的各個環隙當中，並且靠近各個圓筒陰極1.4的內外周邊分布，陰極連接盤
1.2及其上布置的進氣孔1.9構成氣體分布器。超重力電Fenton反應裝置I中，轉軸1.12帶動陽極連接盤1.2轉動，通過調節轉速來控制超重力因子。陰極連接盤1.6和廢水進口管1.7連接，呈靜態固定。陽極1.4和陰極1.5接線通過滑環1.13分別連接至電化學反應控制系統或直流穩壓電源3的正負極上。進一步說，超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的工藝，步驟如下:廢水中加入酸性化合物調節廢水初始PH值至3左右。開啟電化學反應控制系統或直流穩壓電源3後，廢水經廢水貯槽5、泵7加壓、閥門8調節流量、流量計9計量流量後，由廢水進口管1.7進入超重力電Fenton反應裝置I中。氧氣通過開啟閥門2從氣體進口管1.3進入氣體流通室1.10，經氣體分布器1.9進入超重力電Fenton反應裝置I中。通入的氣體在陰極連接盤1.6上連接的陰極1.5上發生還原反應生成H2O2,陽極連接盤1.2上連接的陽極1.4上發生氧化反應生成Fe2+，由此組成Fenton試劑從而降解廢水，同時發生化學反應(O- (13)中的其它反應使廢水中的有機物得以降解。通過調節轉速來控制超重力因子以強化傳質過程。降解後的廢水經外殼1.1收集，由廢水出口管1.11流出，或經閥門4排放，或流至廢水貯槽5循環降解廢水。廢水處理結束後，廢水貯槽5中的廢水經閥門6排放，氣體由氣相出口管1.8、閥門10排放或收集。實例1:超重力電Fenton法處理硝基苯廢水。超重力電Fenton反應裝置的外殼由不鏽鋼材料製成，內襯絕緣層。內徑300mm,高200mm。同心波紋圓筒陽極材料為鐵，同心圓筒陰極材料為石墨，陰陽電極間距5mm，陰極或陽極電極個數6個，電極高度100mm，圓筒陰極距陽極連接盤距離與波紋圓筒陽極距陰極連接盤距離相等為10mm。
硝基苯廢水中初始COD含量為2740mg/L。處理前廢水貯槽中投加H2SO4溶液調節廢水初始pH為3。開啟直流穩壓電源，廢水由廢水進口管進入超重力電Fenton反應裝置中。通入氧氣，待氣量達到要求穩定後，調節轉速680r/min。反應後廢水流經廢水貯槽中繼續循環處理。處理20min後，廢水COD去除率可達74%。而在常重力條件下處理30min後，廢水COD去除率僅58%。採用超重力電Fenton反應工藝及裝置可加強常重力條件下，即傳統電Fenton反應的傳質過程，使得處理廢水時，處理時間縮短，處理效果提高。實例2:超重力電Fenton法處理處理含有機磷殺蟲劑的廢水。超重力電Fenton反應裝置的外殼由不鏽鋼材料製成，內襯絕緣層。內徑400mm，高240mm。同心波紋圓筒陽極材料為鐵，同心圓筒陰極材料為不鏽鋼上覆蓋活性碳纖維材料，陰陽電極間距5mm，陰極或陽極電極個數6個，電極高度120mm，圓筒陰極距陽極連接盤距離與波紋圓筒陽極距陰極連接盤距離相等為10mm。有機磷殺蟲劑的廢水中初始COD含量為4500mg/L。處理前廢水貯槽中投加H2SO4溶液調節廢水初始PH為3.5。開啟直流穩壓電源，廢水由廢水進口管進入超重力電Fenton反應裝置中。通入氧氣，待氣量達到要求穩定後，調節轉速500r/min。反應後廢水流經廢水貯槽中繼續循環處理。處理20min後，廢水COD去除率可達81.3%。而在常重力條件下處理30min後，廢水COD去除率僅74%。採用超重力電Fenton反應工藝及裝置可強化常重力條件下，即傳統電Fenton反應的傳質過程，使得處理廢水時時間縮短，效果提高。實例3:超重力電Fenton法處理石油化工含酚廢水。超重力電Fenton反應裝置的外殼由不鏽鋼材料製成，內襯絕緣層。內徑200mm,高140mm。同心波紋圓筒陽極材料為鐵，同心圓筒陰極材料為石墨，陰陽電極間距5mm，陰極或陽極電極個數4個，電極高度80mm，圓筒陰極距陽極連接盤距離與波紋圓筒陽極距陰極連接盤距離相等為8mm。石油化工含酚廢水中初始COD含量為640mg/L。處理前廢水貯槽中投加H2SO4溶液調節廢水初始PH為2.5左右。開啟直流穩壓電源，廢水由廢水進口管進入超重力電Fenton反應裝置中。通入氧氣，待氣量達到要求穩定後，調節轉速lOOOr/min。反應後廢水流經廢水貯槽中繼續循環處理。處理20min後，廢水COD去除率可達77.3%。而在常重力條件下處理30min後，廢水COD去除率僅61.5%。採用超重力電Fenton反應工藝及裝置可強化傳統電Fenton反應的傳質過 程，使得處理廢水時間縮短，效果提高。
權利要求1.一種超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，其特徵在於包括內附絕緣層的不鏽鋼外殼(1.1)，外殼(1.0內置若干圓筒陰極(1.4)及陰極連接盤(1.2)和若干波紋圓筒陽極(1.5)及陽極連接盤(1.6)，波紋圓筒陽極(1.5)和圓筒陰極(1.4)同心交替排列，各圓筒陰極(1.4)底端連接於陰極連接盤(1.2)，各波紋圓筒陽極(1.5)頂端連接於陽極連接盤(1.6)，各圓筒陰極(1.4)的自由端與陽極連接盤(1.6)之間以及各波紋圓筒陽極(1.5)的自由端與陰極連接盤(1.2)之間均留有距離，波紋圓筒陽極(1.5)及陽極連接盤(1.6)相對外殼(1.1)靜止，陰極連接盤(1.2)中心連接可高速旋轉的轉軸(1.12)，陰極連接盤(1.2)上布有進氣孔(1.9)，陰極連接盤(1.2)底部設置氣體流通室(1.10)，氣體流通室(1.10)與穿過外殼(1.1)設置的氣體進口管(1.3)連接，外殼(1.1)頂部設置有氣體出口管(1.8)，陽極連接盤(1.6)的中心開孔連接穿過外殼(1.1)設置的廢水進口管(1.7)，廢水進口管(1.7)與廢水儲槽(5)相連，外殼(1.1)底部設置有廢水出口管(1.11)。
2.根據權利要求1所述的超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，其特徵在於所述的波紋圓筒陽極(1.5)的波紋彎曲角度為90°，每150mm高的圓筒電極上設置波紋個數5 10個,波紋峰高IOmm 15mm。
3.根據權利要求1或2所述的超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，其特徵在於所述的圓筒陰極(1.4)和波紋圓筒陽極(1.5)高度相等，各圓筒陰極(1.4)距離陽極連接盤(1.6)的距離與各波紋圓筒陽極(1.5)距離陰極連接盤(1.2)的距離相等，其距離為圓筒高度的1/10 1/4，各波紋圓筒陽極(1.5)與陽極連接盤(1.6)之間以及各圓筒陰極(1.4)與陰極連接盤(1.2)之間均為可自由拆卸式連接。
4.根據權利要求3所述的超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，其特徵在於所述的波紋圓筒陽極(1.5)材料選取可溶出Fe2+的材料，為鐵或不鏽鋼材料，圓筒陰極材料(1.4)採用石墨、不鏽鋼材料或不鏽鋼上覆蓋活性碳纖維材料。
5.根據權利要求4所述的超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，其特徵在於所述的進氣孔(1.9)在陰極連接盤(1.2)上呈輻射狀、均勻分布，開孔率0.01% 。0.03%，進氣孔(1.9)在陰極連接盤(1.2)上位於所連接的各個圓筒陰極(1.4)和各個波紋圓筒陽極(1.5)之間形成的各個環隙當中，並且靠近各個圓筒陰極(1.4)的內外周邊分布，陰極連接盤(1.2)及其上布置的進氣孔(1.9)構成氣體分布器。
專利摘要本實用新型屬於水處理的技術領域，具體是一種超重力強化電Fenton法處理廢水的傳質過程的裝置，解決了傳統電Fenton法處理廢水時傳質受限的難題。所述裝置，包括若干圓筒陰極及陰極連接盤和若干波紋圓筒陽極及陽極連接盤，波紋圓筒陽極及陽極連接盤相對外殼靜止，陰極連接盤中心連接轉軸，陰極連接盤上布有進氣孔，陰極連接盤底部設置氣體流通室。本實用新型不僅可解決傳統犧牲陽極電Fenton技術應用過程中傳質受限的難題，從而提高了處理效率，而且反應裝置中持液量小、負荷低，設備小，能耗低。
文檔編號C02F1/72GK203128267SQ201320144120
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者劉有智, 高璟, 焦緯洲, 祁貴生, 袁志國, 慄秀萍, 申紅豔, 張巧玲, 王建偉 申請人:中北大學