專利名稱：兩段折流式電解脫色反應(yīng)器的制作方法
兩段折流式電解脫色反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于印染行業(yè)廢水處理過程的電解脫色反應(yīng)器，尤其涉及一種兩段折流式電解脫色反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
在染料生產(chǎn)及印染行業(yè)中，廢水的脫色處理一直是人們關(guān)注的環(huán)境熱點(diǎn)之一。在眾多的印染廢水處理技術(shù)中，電解脫色技術(shù)是通過直接電氧化和間接電氧化對(duì)染料進(jìn)行脫色處理，具有環(huán)境友好、無需或少量投加化學(xué)藥劑、無污泥的累積、多功能性、高的能量效率、便于自動(dòng)化、處理設(shè)備簡單等優(yōu)勢，已在實(shí)際工程中受到越來越多的關(guān)注。目前，電化學(xué)在水處理中的應(yīng)用研究主要集中在新型電極材料的開發(fā)、高效反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及操作條件的控制等方面，而在電化學(xué)污水處理中，間接電氧化處理應(yīng)用廣泛。間接電氧化是通過電極反應(yīng)生成強(qiáng)氧化劑(如活性氯、過氧化氫、臭氧等)氧化降解有機(jī)污染物的過程；間接電氧化過程的可能反應(yīng)途徑包括以下幾步:①電活性物質(zhì)，如間接電氧化時(shí)的02、C1—等，從體相傳遞到電極表面；②電活性物質(zhì)在電極表面吸附，并與電極之間發(fā)生異相電極反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的物種；③具有強(qiáng)氧化性的物種從電極表面脫附，并向體相傳遞，在體相氧化有機(jī)物。因此，間接電氧化可歸納為兩個(gè)主要過程:生成氧化劑的異相電化學(xué)過程和有機(jī)物被氧化的均相反應(yīng)過程；而在現(xiàn)有常規(guī)間接電氧化反應(yīng)器中，電生成氧化劑過程與有機(jī)污染物氧化過程均在一個(gè)反應(yīng)單元中進(jìn)行(一段式)。由于兩個(gè)反應(yīng)過程分屬異相、均相反應(yīng)，具有不同的反應(yīng)特點(diǎn)及控制條件，因此，在一個(gè)反應(yīng)單元中進(jìn)行上述過程會(huì)造成反應(yīng)效率的降低、運(yùn)行費(fèi)用增大的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明所要解決的·技術(shù)問題在于提供一種兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，不僅能夠達(dá)到將電生成氧化劑過程與有機(jī)污染物氧化過程分別控制在兩個(gè)反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行的目的，而且可提高單位能耗的氧化劑產(chǎn)率及電流效率，并減少整體反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:一種兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，包括一電解區(qū)、一位于電解區(qū)下方且與其連通的配水區(qū)、及一反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)通過復(fù)數(shù)個(gè)隔板隔成復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室，所述復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室“一”字排開設(shè)置，每所述隔板上均設(shè)有一第一連通口，且相鄰兩該隔板上的兩第一連通口一上一下設(shè)置，所述反應(yīng)區(qū)中第一個(gè)該第一連通口設(shè)于相應(yīng)所述隔板的底端上；所述電解區(qū)與配水區(qū)之間設(shè)有一穿孔濾水板，該電解區(qū)的頂端通過一第二連通口與位于反應(yīng)區(qū)首端上的該反應(yīng)室連通；所述配水區(qū)的底端上設(shè)有一進(jìn)水口，且位于反應(yīng)區(qū)末端上的所述反應(yīng)室上設(shè)有一出水口，所述出水口與反應(yīng)區(qū)中最后一個(gè)該第一連通口一上一下設(shè)置。進(jìn)一步地，所述電解區(qū)內(nèi)含平行設(shè)置的陰極極板與陽極極板，所述陰極極板與陽極極板交替排布且均垂直于該穿孔濾水板，所述電解區(qū)的兩側(cè)上分別設(shè)有一排間距為IOcm的凹槽，所述陰極極板與陽極極板的兩側(cè)端分別卡插于電解區(qū)的兩側(cè)該凹槽內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述穿孔濾水板的過孔流速為5-6m/s。進(jìn)一步地，所述電解區(qū)的極水比為0.01cm2/cm3。進(jìn)一步地，所述陰極極板為不銹鋼板，所述陽極極板為網(wǎng)狀鈦基金屬氧化物極板。進(jìn)一步地，所述反應(yīng)區(qū)通過三個(gè)隔板隔成四個(gè)反應(yīng)室，且所述出水口設(shè)于反應(yīng)區(qū)末端上的所述反應(yīng)室的頂端。本發(fā)明兩段折流式電解脫色反應(yīng)器的有益效果在于:利用本發(fā)明處理印染廢水能夠達(dá)到將電生成氧化劑過程與有機(jī)污染物氧化過程分別控制在兩個(gè)反應(yīng)區(qū)(即電解區(qū)、反應(yīng)區(qū))中進(jìn)行的目的，從而能夠分別控制不同的操作參數(shù)，并通過穿孔濾水板設(shè)置以達(dá)到布水均勻的目的；另外，在反應(yīng)區(qū)以折流式的設(shè)計(jì)，能夠強(qiáng)化湍流程度，最終提高單位能耗的氧化劑產(chǎn)率及電流效率，并減少整體反應(yīng)時(shí)間。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖1是本發(fā)明兩段折流式電解脫色反應(yīng)器的示意圖。圖2是本發(fā)明兩段折流式電解脫色反應(yīng)器的主視圖。圖3是本發(fā)明兩段折流式電解脫色反應(yīng)器的俯視圖。圖4是本發(fā)明兩段折流式電解脫色反應(yīng)器的側(cè)視圖。圖5是本發(fā)明中穿孔濾水板的示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)結(jié)合參閱圖1至圖4，本發(fā)明兩段折流式電解脫色反應(yīng)器100，包括一電解區(qū)1、一位于電解區(qū)I下方且與其連通的配水區(qū)2、及一反應(yīng)區(qū)3 ;所述反應(yīng)區(qū)3通過復(fù)數(shù)個(gè)隔板隔成復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室(為了清楚說明本發(fā)明，以通過三個(gè)隔板隔成四個(gè)反應(yīng)室為例進(jìn)行說明，且為了方便區(qū)分及闡述，將三個(gè)隔板依次標(biāo)注為隔板41、隔板42、隔板43,四個(gè)反應(yīng)室依次標(biāo)注為反應(yīng)室31、反應(yīng)室32、反應(yīng)室33、反應(yīng)室34，如圖1與圖2中所示)，反應(yīng)室31、反應(yīng)室32、反應(yīng)室33、及反應(yīng)室34 “一”字排開設(shè)置，隔板41、隔板42、隔板43上均設(shè)有一第一連通口 5 ;相鄰兩隔板上的兩第一連通口 5—上一下設(shè)置，反應(yīng)區(qū)3中第一個(gè)該第一連通口5設(shè)于相應(yīng)所述隔板的底端上，具體地，隔板41上的第一連通口 5分別設(shè)于隔板41的底端，隔板42上的第一連通口 5設(shè)于隔板42的頂端，隔板43上的第一連通口 5設(shè)于隔板43的底端；電解區(qū)I與配水區(qū)2之間設(shè)有一穿孔濾水板6，該電解區(qū)I的頂端通過一第二連通口7與位于反應(yīng)區(qū)3首端上的該反應(yīng)室(即本實(shí)施例中的反應(yīng)室31)連通；所述配水區(qū)2的底端上設(shè)有一進(jìn)水口 8，且位于反應(yīng)區(qū)3末端上的所述反應(yīng)室(即本實(shí)施例中的反應(yīng)室34)上設(shè)有一出水口 9，所述出水口 9與反應(yīng)區(qū)3中最后一個(gè)該第一連通口(即本實(shí)施例中隔板43上的第一連通口 5)—上一下設(shè)置。需要說明的是，因本實(shí)施例中隔板43上的第一連通口 5是設(shè)于隔板43的底端，則出水口 9應(yīng)設(shè)于反應(yīng)室34 (即反應(yīng)區(qū)3末端上的反應(yīng)室)的頂端；反應(yīng)區(qū)3中反應(yīng)室的數(shù)量依據(jù)不同類型染料廢水的氧化脫色速率決定，且氧化脫色速率越快的染料，其所需的反應(yīng)室數(shù)量越少。其中，電解區(qū)I內(nèi)含平行設(shè)置的陰極極板11與陽極極板12，陰極極板11與陽極極板12交替排布且均垂直于該穿孔濾水板6，為了方便將陰極極板11與陽極極板12固定于電解區(qū)I內(nèi)，電解區(qū)I的兩側(cè)上分別設(shè)有一排間距d為IOcm的凹槽13，陰極極板11與陽極極板12的兩側(cè)端分別卡插于電解區(qū)的I兩側(cè)該凹槽13內(nèi)；依據(jù)大阻力配水系統(tǒng)原理，高流速下，阻力系數(shù)增大，有利于配水均勻，本實(shí)施例中在配水區(qū)2進(jìn)水流速控制在1.0-1.5m/s時(shí)，穿孔濾水板6的過孔流速為5-6m/s,穿孔濾水板6上的孔61如圖5所示為圓形,需說明的是，過孔流速是根據(jù)進(jìn)水流量確定過水?dāng)嗝婷娣e，然后將這些面積再分成若干圓孔即孔61均勻分布在穿孔濾水板6上，最后對(duì)過孔流速進(jìn)行校核看是否在5-6m/s范圍內(nèi)，否則重新減少孔徑、增加孔數(shù)；電解區(qū)I的極水比(金屬陽極極板12表面面積與電解區(qū)I有效容積之比)為0.0lcmVcm3 ;陰極極板11采用不銹鋼板，一方面利用不銹鋼板防腐性能的優(yōu)越，另一方面不銹鋼板良好的析氫性能也有助于染料的還原脫色；陽極極板12采用網(wǎng)狀鈦基金屬氧化物極板，因網(wǎng)狀鈦基金屬氧化物極板是目前工程實(shí)際中公認(rèn)的析氯性能最好的材料，使用時(shí)間長、析氯電位低、節(jié)能，因此采用其作陽極極板。本發(fā)明在應(yīng)用時(shí)，印染廢水從進(jìn)水口 8進(jìn)入到反應(yīng)器100底部的配水區(qū)2內(nèi)，通過穿孔濾水板6上的孔61均勻進(jìn)入電解區(qū)1，含氯離子的印染廢水在電解區(qū)I中電解產(chǎn)生氯氣并溶解產(chǎn)生次氯酸及次氯酸根離子，經(jīng)電解后的廢水從電解區(qū)I頂端的第二連通口 7進(jìn)入位于反應(yīng)區(qū)3首端的反應(yīng)室31，之后通過隔板41底端的第一連通口 5進(jìn)入相鄰的反應(yīng)室32，接著通過隔板42頂端的第一連通口 5進(jìn)入反應(yīng)室33，依次進(jìn)入“一”字排開的各反應(yīng)室，使得水流形成折流形式，并完成均相反應(yīng)過程。另外，為了驗(yàn)證本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)一段式電解脫色反應(yīng)器相比，除了將電生成氧化劑過程與有機(jī)污染物氧化過程分開進(jìn)行之外還存在著哪些效果，本申請(qǐng)人進(jìn)行了如下的試驗(yàn)。針對(duì)較難降解的蒽醌類印染廢水活性艷藍(lán)KN-R染料廢水和偶氮類印染廢水---酸性橙II染料廢水，在其他操作條件相同及相同的脫色效率的條件下，采用本發(fā)明反應(yīng)器與現(xiàn)有技術(shù)一段式電解脫色反應(yīng)器分別進(jìn)行脫色處理，處理效果及操作條件如下表I與表2所示。表I本發(fā)明反應(yīng)器處理效果及操作條件
權(quán)利要求
1.一種兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，其特征在于:包括一電解區(qū)、一位于電解區(qū)下方且與其連通的配水區(qū)、及一反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)通過復(fù)數(shù)個(gè)隔板隔成復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室，所述復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室“一”字排開設(shè)置，每所述隔板上均設(shè)有一第一連通口，且相鄰兩該隔板上的兩第一連通口一上一下設(shè)置，所述反應(yīng)區(qū)中第一個(gè)該第一連通口設(shè)于相應(yīng)所述隔板的底端上；所述電解區(qū)與配水區(qū)之間設(shè)有一穿孔濾水板，該電解區(qū)的頂端通過一第二連通口與位于反應(yīng)區(qū)首端上的該反應(yīng)室連通；所述配水區(qū)的底端上設(shè)有一進(jìn)水口，且位于反應(yīng)區(qū)末端上的所述反應(yīng)室上設(shè)有一出水口，所述出水口與反應(yīng)區(qū)中最后一個(gè)該第一連通口一上一下設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，其特征在于:所述電解區(qū)內(nèi)含平行設(shè)置的陰極極板與陽極極板，所述陰極極板與陽極極板交替排布且均垂直于該穿孔濾水板，所述電解區(qū)的兩側(cè)上分別設(shè)有一排間距為IOcm的凹槽，所述陰極極板與陽極極板的兩側(cè)端分別卡插于電解區(qū)的兩側(cè)該凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，其特征在于:所述穿孔濾水板的過孔流速為5-6m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，其特征在于:所述電解區(qū)的極水比為 0.0I cm2/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，其特征在于:所述陰極極板為不銹鋼板，所述陽極極板為網(wǎng)狀鈦基金屬氧化物極板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)區(qū)通過三個(gè)隔板隔成四個(gè)反 應(yīng)室，且所述出水口設(shè)于反應(yīng)區(qū)末端上的所述反應(yīng)室的頂端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種兩段折流式電解脫色反應(yīng)器，包括一電解區(qū)、一位于電解區(qū)下方且與其連通的配水區(qū)、及一反應(yīng)區(qū)；反應(yīng)區(qū)通過復(fù)數(shù)個(gè)隔板隔成復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室，復(fù)數(shù)個(gè)反應(yīng)室“一”字排開設(shè)置，每個(gè)隔板上均設(shè)有一第一連通口；電解區(qū)與配水區(qū)之間設(shè)有一穿孔濾水板，該電解區(qū)的頂端通過一第二連通口與位于反應(yīng)區(qū)首端上的該反應(yīng)室連通；配水區(qū)的底端上設(shè)有一進(jìn)水口，且位于反應(yīng)區(qū)末端上的反應(yīng)室上設(shè)有一出水口。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠達(dá)到將電生成氧化劑過程與有機(jī)污染物氧化過程分別控制在兩個(gè)反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行的目的，而且可提高單位能耗的氧化劑產(chǎn)率及電流效率，并減少整體反應(yīng)時(shí)間。
文檔編號(hào)C02F1/461GK103232094SQ20131011854
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者楊蘊(yùn)哲, 楊衛(wèi)身, 張志剛, 蔣曉瑜 申請(qǐng)人:福建工程學(xué)院