一種多維電催化設備的製作方法

2023-11-01 04:19:37 1

一種多維電催化設備的製作方法
【專利摘要】一種多維電催化設備，包括反應器殼體、電源，反應器殼體內設有布水板，布水板與反應器殼體底部形成布水區，布水區內設有曝氣管，布水板上設有相間排列且平行相對的陰極板和陽極板，陰極板和陽極板之間填充有粒子電極，形成電極反應區，陰極板與電源的負極相連，陽極板與電源的正極相連，反應器殼體的上部設有溢流堰，溢流堰與反應器殼體側壁形成出水區，反應器殼體的外側設有進水管、出水管，進水管與布水區連通，出水管與出水區連通，電極反應區的上方依次為緩衝區、浮渣收集區，浮渣收集區位於反應器頂部液面位置處，浮渣收集區設有刮渣機。本發明既可用於生化系統的前處理提高廢水的可生化性，也可以單獨用於高濃度難降解有機廢水的處理。
【專利說明】一種多維電催化設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高濃度難降解有機廢水的處理設備，尤其涉及一種多維電催化設備。
【背景技術】
[0002]水是人類生活和社會生產必需的、不可替代的自然資源，水資源狀況直接影響著經濟社會發展和人民生活水平的提高，隨著工業技術的飛速發展，生產規模不斷擴大，高濃度有機廢水的汙染源日益增多，這一問題越來越引起社會各界的高度重視。由於高濃度有機廢水的性質和來源不同，具有汙染物含量高、毒性大、排放點分散、水量少，處理工藝複雜、投資和運行成本高及管理難等特點，採用一般的廢水治理方法難以滿足淨化處理的經濟和技術要求，因此，高濃度有機廢水特別是有害有毒有機廢水的治理，已成為現階段國內外環境保護領域亟待解決的一個難題。
[0003]電催化技術是指在外加電場的作用下，在特定的電化學反應器內，通過一定的化學反應、電化學過程或物理過程，產生大量的自由基，這些自由基與廢水中難降解的大分子有機物發生反應，將其分解為易生物降解的小分子有機物，甚至將其完全氧化為CO2和H2O等無機物。所以，電催化技術在廢水處理上具有廣泛的應用前景。尤其是多維電催化技術通過向陰陽極板之間增加 粒子電極的方法提高了廢水處理的效率，但是現有的多維電催化設備仍然存在一定的問題。
[0004]中國專利申請201210010637.X號公開了一種多維電催化反應器，該反應器將電極區與沉澱區分開設置，布置不夠緊湊，設備所佔空間大，此外，未考慮粒子電極可能遇到的堵塞問題。
[0005]中國專利申請201010211874.3號公開了一種內循環多維電催化廢水處理裝置，採用鈦板作為電極，增加了設備的投資成本並消耗了重要的金屬資源。該裝置雖然通過內循環的方式解決粒子電極的堵塞問題，但同時使得裝置內廢水的流態接近於全混流，降低了處理效果。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是，提供一種能有效處理高濃度有機廢水的多維電催化設備。該電催化設備具有能耗低、電極壽命長等優點。
[0007]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種多維電催化設備，包括反應器殼體、電源，所述反應器殼體內設有布水板，所述布水板與反應器殼體底部形成布水區，所述布水區內設有曝氣管，所述布水板上設有相間排列且平行相對的陰極板和陽極板，所述陰極板和陽極板之間填充有粒子電極，形成電極反應區，所述陰極板與電源的負極相連，所述陽極板與電源的正極相連，所述反應器殼體的上部設有溢流堰，所述溢流堰與反應器殼體側壁形成出水區，所述反應器殼體的外側設有進水管、出水管，所述進水管與布水區連通，所述出水管與出水區連通，所述電極反應區的上方依次為緩衝區、浮渣收集區，所述浮渣收集區位於反應器頂部液面位置處，所述浮渣收集區設有刮渣機。
[0008]進一步，所述陰極板和陽極板為帶催化劑塗層的石墨板，塗層所用催化劑可為TiO2 等。
[0009]進一步，所述粒子電極為鐵碳電極。 [0010]進一步，所述電源為外接的O~12V低壓直流穩流電源。
[0011]進一步，所述反應器殼體為長方體，所述反應器殼體由塑料、玻璃鋼、環氧樹脂和不鏽鋼或碳鋼內襯防腐橡膠製成。
[0012]進一步，所述布水板為穿孔板，所述進水管採用法蘭與外部管道連接。
[0013]所述反應器殼體的大小視處理汙水水量而定，所述陰陽極板的尺寸根據反應器殼體的大小確定。所述緩衝區是在極板區上使水流穩定的區域。
[0014]本發明具有以下優點:
1)集電催化和電絮凝工藝為一體，處理效果優於常規的電催化設備，能耗低於常規的電催化設備；
2)陰極板和陽極板之間填充有粒子電極，增大電極比表面積，可提高電流效率，降低能耗和廢水處理成本；
3)採用同步進水曝氣的方式對廢水和空氣進行全面混合，即可提高廢水中氧化物質的產生速率和產生量，增加廢水處理的效率，同時也對粒子電極表面進行衝洗，防止電極反應生成的絮狀物堵塞電極之間的空隙；
4)充分發揮電催化過程產生的微細氣泡的氣浮作用，進一步淨化廢水，提高裝置的整體廢水處理效果；
5)陰陽極板採用帶催化劑塗層的石墨板，為惰性材料，能夠減少極板的損耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例的結構示意圖；
圖中:1、反應器殼體，2、進水管，3、曝氣管，4、布水板，5、陽極板，6、陰極板，7、溢流堰，
8、出水管，9、電源，10、粒子電極。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0017]參照圖1，本實施例包括反應器殼體1、電源9,所述反應器殼體I內設有布水板4,所述布水板4與反應器殼體I底部形成布水區，所述布水區內設有曝氣管3，所述布水板4上設有相間排列且平行相對的陰極板6和陽極板5，所述陰極板6和陽極板5之間填充有粒子電極10，形成電極反應區，所述陰極板6與電源9負極相連，所述陽極板5與電源9正極相連，所述反應器殼體I的上部設有溢流堰7，所述溢流堰7與反應器殼體I側壁形成出水區，所述反應器殼體I的外側設有進水管2、出水管8，所述進水管2與布水區連通，所述出水管8與出水區連通，所述電極反應區的上方依次為緩衝區、浮渣收集區，所述浮渣收集區位於反應器頂部液面位置處，所述浮渣收集區設有刮渣機(圖中未示出)。
[0018]所述陰極板6和陽極板5為帶催化劑塗層的石墨板，塗層所用催化劑為Ti02。
[0019]所述粒子電極為鐵碳電極。[0020]所述電源9為外接的O~12V低壓直流穩流電源。
[0021]所述反應器殼體I為長方體，所述反應器殼體I是由塑料、玻璃鋼、環氧樹脂和不鏽鋼內襯防腐橡膠製成。
[0022]所述布水板4為穿孔板，所述進水管2採用法蘭與外部管道連接。
[0023]工作時，待處理廢水通過進水管2進入反應器殼體I內，空氣通過曝氣管3進入反應器殼體I與待處理廢水混合，與空氣混合後的廢水通過布水板4進入電極反應區發生電催化反應，廢水中的有機物被粒子電極吸附並在電催化作用下進行降解，廢水得到淨化；廢水流經電極反應區後繼續向上流，經緩衝區後通過溢流堰7收集，最終通過出水管8流出設備外，而反應產生的浮渣通過刮渣機去除，從而達到淨化水質的目的。
[0024]本發明具有適用廢水水質範圍廣、反應速度快、不受廢水中有毒物質的影響、一次投資和運行費用低等特點。本發明既可以作為生化系統的前處理提高廢水的可生化性，也可以單獨用於高濃 度難降 解有機廢水的處理。
【權利要求】
1.一種多維電催化設備,包括反應器殼體、電源,其特徵在於:所述反應器殼體內設有布水板，所述布水板與反應器殼體底部形成布水區，所述布水區內設有曝氣管，所述布水板上設有相間排列且平行相對的陰極板和陽極板，所述陰極板和陽極板之間填充有粒子電極，形成電極反應區，所述陰極板與電源的負極相連，所述陽極板與電源的正極相連，所述反應器殼體的上部設有溢流堰，所述溢流堰與反應器殼體側壁形成出水區，所述反應器殼體的外側設有進水管、出水管，所述進水管與布水區連通，所述出水管與出水區連通，所述電極反應區的上方依次為緩衝區、浮渣收集區，所述浮渣收集區位於反應器頂部液面位置處，所述浮渣收集區設有刮渣機。
2.根據權利要求1所述的多維電催化設備，其特徵在於:所述陰極板和陽極板為帶催化劑塗層的石墨板，塗層所用催化劑為Ti02。
3.根據權利要求1或2所述的多維電催化設備，其特徵在於:所述粒子電極為鐵碳電極。
4.根據權利要求1或2所述的多維電催化設備，其特徵在於:所述電源為外接的O~12V低壓直流穩流電源。
5.根據權利要求1或2所述的多維電催化設備，其特徵在於:所述反應器殼體為長方體，所述反應器殼體由塑料、玻璃鋼、環氧樹脂和不鏽鋼或碳鋼內襯防腐橡膠製成。
6.根據權利要求1或2所述的多維電催化設備，其特徵在於:所述布水板為穿孔板，所述進水管採用法蘭與外部管道連接。`
【文檔編號】C02F101/30GK103739039SQ201410019481
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】饒冰青 申請人:化工部長沙設計研究院