專利名稱：：水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種用化學(xué)電解催化方法處理高濃度、有毒有害、有機(jī)廢水的設(shè)備，屬于電化學(xué)廢7K處理
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：電化學(xué)方法是一種處理廢水中有機(jī)污染物的有效途徑。該方法是當(dāng)今高濃度有機(jī)廢水處理的技術(shù)熱點(diǎn)。電化學(xué)方法處理廢水的積理M應(yīng)體系中產(chǎn)生強(qiáng)氧化物質(zhì)('OH、H202、02等)，與有機(jī)污染物發(fā)生直接氧化和間接氧化反應(yīng)，將高濃度、難生物降解的大M有才M勿分解成為易生物降解的小M有機(jī)物，提高廢水的可生化性，甚至將其完全礦化為C02和H20等無(wú)機(jī)物。早期的電化學(xué)^^器是由正負(fù)金屬^U^且成的電解反應(yīng)槽，用于處理廢水中的重^T屬離子污染。在金屬fe^Ji涂覆不同催化物質(zhì)構(gòu)成的新電解^器是該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，它進(jìn)一步擴(kuò)展了電解^JI器在廢水處理中的應(yīng)用。該電旨系在^JI過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基，可降解廢水中的難降解、大M有機(jī)污染物。二十世紀(jì)七十^R,HU^層DSA陽(yáng)極(DimensionllyStableAnodes)的實(shí)用新型推動(dòng)了這一技術(shù)的^L。傳統(tǒng)的電解催化設(shè)備是簡(jiǎn)單的二維平板電極式的，設(shè)備主體由垂直放置、相對(duì)平行、相互交4普的陰、陽(yáng)4U1構(gòu)成，輔助以供電電源，陰、陽(yáng)極板可為不同材質(zhì)的金屬板，布水板位于設(shè)備上部，出水管位于設(shè)備下部，污水從上而下流經(jīng)反應(yīng)器。二維平板電極式的設(shè)備存在著面積比小、時(shí)空處理量小、電資u^率低、肯M毛大、造價(jià)高等缺點(diǎn)，處J殖7K效果不理想。多維電才ilA在傳統(tǒng)二維電極間充^4立狀材料構(gòu)成的粒子電極，三維電極電催化處理設(shè)備的面積比大大增力口，JU立子間距小，因而液相傳質(zhì)效率高。但是，現(xiàn)有的三維電極電催化處理設(shè)備對(duì)于處理高濃度、難降解的有機(jī)廢水，仍存在著曝^t果、電諒放率、牟f立時(shí)空效率和處理效率欠佳的問(wèn)題。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)難降解有4M勿的電化IU^1—般比較小。傳統(tǒng)電解設(shè)備的fe^^設(shè)備反應(yīng)器中是垂直放置的，水流方iC^翻騰式。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn),克月W賄技術(shù)的缺點(diǎn)，提#-種對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理效率高的水平4U^構(gòu)、復(fù)才及性的水平才iU反多維電極電催化0器廢水處理設(shè)備。本實(shí)用實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下水平才W反多維電極電催化^器廢水處理設(shè)備，其組成包4射殳備殼體，平行湘對(duì)的陰極板、陽(yáng)極板，充填于陰極板與陽(yáng)極板之間的粒子電極，布水器及與其連接的i^7K管，曝氣器及與其連接的進(jìn)氣管，出7槽、出7JC管以及電源，所述陰極板、陽(yáng)杉bf反分別與電源的負(fù)極、jt^li^接，其特征是所述的陰極板、陽(yáng)^fc^ji分布有若干通孔，并且陰才iU反、陽(yáng)才ia反水平^ti:于設(shè)備殼體中，所迷的布水器、進(jìn)水管、曝氣器、進(jìn)氣管位于設(shè)備殼體的下部，所述的出7JO匿槽、出水管位于設(shè)備殼體的上部。本實(shí)用新型還可以通過(guò)以下進(jìn)一步的技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)(1)、所述陰才W反、陽(yáng)才跳的開孔率為6%~7%，通孔孑Uf圣為35咖；(2)、所述陽(yáng)極^L^表面擔(dān)絲含元素銥、鉭、錫、銻催^(guò)#料的鈦板，陰feil^4^反或石墨板；(3)、充填于陰才^^反、陽(yáng)fe^反之間的粒子電極具有多孑L結(jié)構(gòu)，粒子電極的粒徑為3~5mm;(4)、充填于陰fe^反、陽(yáng)才W反之間的粒子電極由負(fù)絲催化物質(zhì)涂層的陶資粒子、無(wú)涂層的陶覺粒子和活性炭顆粒4沐積比2:2:1組成。；(5)、設(shè)備殼體內(nèi)具有若干塊相間水平^^的陰才W反、陽(yáng)才1^反，陰極板并耳^與電源的負(fù)核連接，陽(yáng)^Ol并聯(lián)后與電源i^3i^接；(6)、以所述的水平祝f反多維電極電催化^器廢7jc處理設(shè)備為鉢單元，通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式組成陣列；本實(shí)用新型的有益效果如下(1)、廢水經(jīng)布水器均勻分配后自下向上流it^器，水平^1^構(gòu)設(shè)計(jì)驢At了水^M^，提高了傳質(zhì)效果，又保證了廢水交替經(jīng)過(guò)陰才W反、陽(yáng)杉W反，陽(yáng)^a反的氧化反應(yīng)和陰杉淑的ii^^Ji共存于體系中，使爽水中可通itlL化^jS或ii^^降解的不同有機(jī)污染物均得到降解處理；(2)、設(shè)備結(jié)構(gòu)新穎，對(duì)傳統(tǒng)電解陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，陽(yáng)極多孔4;^反涂有多種催^(guò)##保護(hù)材料，增加了電極的催化活性，延長(zhǎng)了^^J壽命，陰陽(yáng)極均具有很強(qiáng)的耐腐蝕特性；(3)、陰極板、陽(yáng)極^1^充填于極間的、擔(dān)絲催化物質(zhì)涂層的粒子電極共同構(gòu)成了多維電招反應(yīng)系統(tǒng)，大大提高了廢水的傳質(zhì)效率，在電場(chǎng)作用下，系統(tǒng)生成羥基自由基('0H)等強(qiáng)氧^^立子(H202、'02等)，能有^U也將廢水中的有機(jī)污染物氧化分解；(4)、酉給曝氣管的^^]，顯著改善了曝氣的效果，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)氧化物質(zhì)的產(chǎn)生速率與產(chǎn)生量，提高了有才A^水的電解催化處理效率。本實(shí)用新型用于有毒有害、難生物降解的高濃度有機(jī)廢水處理。系統(tǒng)中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化物質(zhì)(0H、H202、'02等)能與廢水中的有機(jī)污染物發(fā)生直接氧化反應(yīng)和間接氧化反應(yīng)，將高濃度、難生物降解的大M有4M勿分解成為易于生物降解的小W有機(jī)物，并將其完全礦化為C02、H20等無(wú)才感圖1為本實(shí)用新型水平才1^反多維電極電催化^器廢水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型水平機(jī)敗多維粒子電極體系與二維電極體系在電催化過(guò)程中^^溶液T0C值隨時(shí)間變化圖。圖3是本實(shí)用新型水平4^多維粒子電極體系與二維電極體系在去除率隨時(shí)間變化圖。圖1中所示，14殳備殼體，2-陽(yáng)fe^反，3-陰4雄，4-粒子電極，5-布水器，6-曝氣器，7-出7JOg,8-i^7K管，9-出水管，10-進(jìn)氣管，ll-電源。M實(shí)施方式下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本實(shí)用新型不限于所給出的例子。如圖l所示，本實(shí)用新型7jC平^U反多維電極電催化^器廢7K處理設(shè)備，其組成包4射殳備殼體1,平^^目對(duì)的陰才iU反3、陽(yáng)才iU反2、充填于陰極板3與陽(yáng)極板2之間的粒子電極4，布水器5及與其連接的進(jìn)水管8、曝氣器6及與其連接的進(jìn)氣管10、出7jOg槽7、出7jc管9以及電源11,陰才班3、陽(yáng)才W反2分別與電源的負(fù)極、^iE^U^接，其改進(jìn)^Jt在于所述的陰才W反3、陽(yáng)極板2上分布有若干通孔(圖中未畫出),并且陰極板3和陽(yáng)極板27jc平ibf目對(duì)的;^j:于設(shè)備殼體l中，布水器5、進(jìn)水管8、曝氣器6、進(jìn)氣管10位于設(shè)備殼體1的下部，出7槽7、出水管9位于設(shè)備殼體1的上部。本實(shí)用新型中，陰4U反、陽(yáng)機(jī)板的開孔率為6%~7°/。，通孔《Uf圣為35亂為了提高陽(yáng)fef反2的電催化率和抗腐蝕性，構(gòu)成陽(yáng)才W反的4i^具有多孔結(jié)構(gòu)，其表面附有含元素銥、鉭、錫、銻等的催^(guò)#津沐保護(hù)材料涂層。為了提高陰極的穩(wěn)定性、防腐蝕'^^f狄壽命，實(shí)施例中陰才腺3為凌i^反，也可以采用石墨才反。為了提高催化效率和粒子電極的耐腐蝕性，在實(shí)施例中，粒子電極4釆用具有多孔結(jié)構(gòu)的活性炭顆粒和陶資顆粒，粒徑為35mm，陶乾顆并錄面附有催^(guò)#料涂層，其涂層物質(zhì)主要是具有良，化活性的復(fù)^r屬氧化物二氧鶴(Sn02)、三氧t銻(S副)、二氧化錳(Mn02)。粒子電極的組成負(fù)載催化涂層的陶覺粒子占粒子電極^、的40%、無(wú)涂層的陶資粒子占粒子電極體積的40%、活性炭顆粒占粒子電極體積的20%。三種y'f洽均勻后置于陰極板、陽(yáng)極板之間，在電場(chǎng)作用下形成復(fù)極性粒子電才及。水平^a反多維電極^器結(jié)構(gòu)給有機(jī)分子的氧化降解提供了多種^JI途徑和高效的^立體空間，使得負(fù)t^較低^^的情況下，iiSiJ了較好的有才緣降解效果和電戯率。如圖l所示，本實(shí)用新型水平4U反多維電極電催化^器廢水處理設(shè)備殼體內(nèi)具有若干塊相間水平》ti的陰才腺3、陽(yáng)才i012,陰才W反并稀與電源的負(fù)擬i^接，陽(yáng)杉U反并g與電源i^feU^接。可以根據(jù)實(shí)際廢水處理工作的需要，以所述的電催化^Jl器廢7K處理設(shè)備為I4^元，通過(guò)串耳者并聯(lián)的方式組成陣列。如圖2、3所示，為本實(shí)用新型水平才膝多鄉(xiāng)斜立子電極體系與二維電極圖可以看出，經(jīng)過(guò)160min電解，本實(shí)用新型水平4W反多維粒子電極體系的^S^去除率由二維電極體系的68.2財(cái)是高到92.3%，溶液的T0C值也由二維電極系統(tǒng)的56.9%減少到33.3%，表明在本實(shí)用新型水平才射反多鄉(xiāng)斜立子電極的電餘沐系中，在主電相束面發(fā)生氧^^"機(jī)物的同時(shí)^^立子電相束面更有很強(qiáng)電催化活性。權(quán)利要求1、水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備，其組成包括設(shè)備殼體，平行相對(duì)的陰極板、陽(yáng)極板，充填于陰極板與陽(yáng)極板之間的粒子電極，布水器及與其連接的進(jìn)水管，曝氣器及與其連接的進(jìn)氣管，出水堰槽、出水管以及電源，所述陰極板、陽(yáng)極板分別與電源的負(fù)極、正極連接，其特征是所述的陰極板、陽(yáng)極板上分布有若干通孔，并且陰極板、陽(yáng)極板水平放置于設(shè)備殼體中，所述的布水器、進(jìn)水管、曝氣器、進(jìn)氣管位于設(shè)備殼體的下部，所述的出水堰槽、出水管位于設(shè)備殼體的上部。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平4U反多維電極電催化^器廢水處理設(shè)備，其特征是所述陰才W反、陽(yáng)才W反的開孑L率為6%~7%,通孔孑W圣為35亂3、根據(jù)權(quán)利要求i所述的水平^a反多維電極電催化^ji器廢7jc處理設(shè)備，其特征是所述陽(yáng)極板是表面擔(dān)絲含元素銥、鉭、錫、銻催^(guò)#料的4i^反，陰才1^1^_1^反或石墨4反。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的7K平才射反多維電極電催化A^器廢水處理設(shè)備，其特征是充填于陰才1^反、陽(yáng)才射反之間的粒子電極具有多孑L結(jié)構(gòu)，粒子電極的粒徑為3~5咖。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平fe^反多維電極電催化^i器廢7K處理設(shè)備，其特征是設(shè)備殼體內(nèi)具有若干塊相間7K平》ti的陰才W反、陽(yáng)才跳，陰杉a反并聯(lián)后與電源的負(fù)極連接，陽(yáng)fe^L并聯(lián)后與電源J^3J^接。6、根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的7jc平才W反多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備，其特征是以所述的7K平^i反多維電極電催化^器廢水處理設(shè)4^為J4^"元，通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式組成陣列。專利摘要水平極板多維電極電催化反應(yīng)器廢水處理設(shè)備，包括殼體，平行相對(duì)的陰極板、陽(yáng)極板，充填于陰、陽(yáng)極板之間的粒子電極，布水器、進(jìn)水管、曝氣器、進(jìn)氣管、出水堰槽、出水管、電源，陰、陽(yáng)極板分別與電源的負(fù)極、正極連接，陰、陽(yáng)極板分布有若干通孔，并且陰、陽(yáng)極板水平放置于設(shè)備殼體中，布水器、進(jìn)水管、曝氣器、進(jìn)氣管位于設(shè)備殼體的下部，出水堰槽、出水管位于設(shè)備殼體的上部。廢水經(jīng)布水器均勻分配后自下向上流過(guò)反應(yīng)器，水平極板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既避免了水流短路，提高了傳質(zhì)效果，又保證了廢水交替經(jīng)過(guò)陰、陽(yáng)極板，陽(yáng)極板的氧化反應(yīng)和陰極板的還原反應(yīng)共存于體系中，使廢水中可通過(guò)氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)降解的不同有機(jī)污染物均得到降解處理。文檔編號(hào)C02F1/46GK201325897SQ200820216488公開日2009年10月14日申請(qǐng)日期2008年11月18日優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日發(fā)明者劉秀寧,杜小軍,捷湯申請(qǐng)人:南京賽佳環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司