一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其組成包括紫外燈、電解槽、電極極板、粒子電極、直流穩(wěn)壓電源、曝氣管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)；在紫外燈照射下，直流穩(wěn)壓電源提供電壓，石墨電極做陽(yáng)極，鈦板做陰極，顆?；钚蕴繛榱Ｗ与姌O，曝氣管進(jìn)行曝氣；與傳統(tǒng)二維電極相比三維電極增加了工作電極表面積，減小了反應(yīng)物遷移的距離，提高了電解效率，并且在紫外光源的光催化作用下可以大大提高廢水處理效率。上述三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器將三維電極法處理技術(shù)進(jìn)行改善,充分發(fā)揮了三維電極本身具有的優(yōu)勢(shì),結(jié)合紫外光催化作用,使其形成協(xié)同效應(yīng),從而使該技術(shù)的實(shí)用性得到提高,擁有一個(gè)更加廣闊的發(fā)展空間。
【專利說(shuō)明】
一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器。【背景技術(shù)】
[0002]紡織染料行業(yè)產(chǎn)生的廢水量較大，是工業(yè)水污染的主要污染源之一。染料廢水成份復(fù)雜，濃度高、色度深、水質(zhì)變化較大、難于處理。目前，針對(duì)染料廢水的處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法等，但因?yàn)楸旧項(xiàng)l件限制處理效果并不理想。近年來(lái)伴隨電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電化學(xué)法正逐步成為一種應(yīng)用十分廣泛的水處理技術(shù)。傳統(tǒng)二維電極極板面積與體積之比較小，單位槽體處理量小，電流效率較低，三維電極比傳統(tǒng)二維電極電流效率高、 時(shí)空產(chǎn)率大。但是要在廢水處理的實(shí)踐之中取得更廣泛的應(yīng)用，仍需采取措施提高電極材料所具有的催化性能，從而提高電流效率、降低能量消耗。這就需要對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行一系列的研究，從而設(shè)計(jì)出科學(xué)的床體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，改進(jìn)填料、反應(yīng)條件等。此外，三維電極法與其他技術(shù)的聯(lián)用也是目前的研究方向?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型在三維電極法的基礎(chǔ)上結(jié)合紫外光催化開(kāi)發(fā)出了三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，主要應(yīng)用于上述難降解的工業(yè)染料廢水，目的在于利用兩種技術(shù)的聯(lián)用提高廢水處理效率、降低成本，促進(jìn)電化學(xué)方法在廢水處理中的應(yīng)用。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其組成包括紫外燈、電解槽、電極極板、粒子電極、直流穩(wěn)壓電源、曝氣管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)； 所述紫外燈位于電解槽中間位置用以提供光源，所述曝氣管位于電解槽底部，曝氣管上方設(shè)置有布?xì)獍?，曝氣管通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)與空氣壓縮機(jī)相連接，通過(guò)空氣壓縮機(jī)為曝氣管提供氣體，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣管的曝氣量大小;所述電極極板位于電解槽內(nèi)并置于布?xì)獍迳戏?，所述直流穩(wěn)壓電源與電極極板相連接。
[0005]所述電極極板包括陽(yáng)極極板和陰極極板，所述陽(yáng)極極板和陰極極板分別位于布?xì)獍迳戏阶笥覂蓚?cè)，所述陽(yáng)極極板采用石墨電極，陰極極板采用鈦板;所述陽(yáng)極極板和陰極極板的間距可調(diào)。
[0006]所述粒子電極采用顆粒活性炭。
[0007]所述電解槽的尺寸為14cmX12cmX20cm;在電解槽高12cm處設(shè)置有取樣口，電解槽底部設(shè)置排水閥。
[0008]在紫外燈照射下，直流穩(wěn)壓電源提供電壓，陽(yáng)極采用石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)，鈦板做陰極發(fā)生還原反應(yīng)，顆?；钚蕴繛榱Ｗ与姌O，通過(guò)空氣壓縮機(jī)為曝氣管提供氣體，采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制曝氣量的大小。
[0009]上述三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)裝置，其使用方法包括如下步驟:
[0010]第一步，調(diào)節(jié)電解槽內(nèi)極板間距，放入粒子電極，并將廢水導(dǎo)入到電解槽內(nèi)；
[0011]第二步，調(diào)節(jié)廢水初始PH，設(shè)置電壓，調(diào)節(jié)曝氣量，打開(kāi)紫外燈光源;每隔一段時(shí)間通過(guò)取樣口取水樣監(jiān)測(cè)廢水指標(biāo)，直至出水達(dá)到排放指標(biāo)后排放。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0013]1、利用電化學(xué)法處理廢水，處理效果優(yōu)于物理法、化學(xué)法和生物法等傳統(tǒng)水處理工藝。
[0014]2、采用三維電極處理技術(shù)，克服了二維電極處理技術(shù)的缺點(diǎn)，增加了單位槽體積處理量，增大了傳質(zhì)移動(dòng)速度，提高了電解效率，并且占地面積小易于管理。
[0015]3、利用紫外光的催化作用降解廢水中的污染物，兩種技術(shù)的聯(lián)用不僅提高了光催化反應(yīng)效率，也使裝置整體的處理效果大大提升了。【附圖說(shuō)明】[0〇16]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]其中:1、紫外燈，2、石墨電極，3、鈦板，4、顆?；钚蕴?，5、空氣壓縮機(jī)，6、轉(zhuǎn)子流量計(jì)，7、布?xì)獍澹?、直流穩(wěn)壓電源，9、曝氣管，10、電解槽?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例:如圖1所示的三維電極協(xié)同紫外燈催化反應(yīng)裝置，其組成包括:紫外燈1、 電解槽10、電極極板、粒子電極、直流穩(wěn)壓電源8、曝氣管9、轉(zhuǎn)子流量計(jì)6、空氣壓縮機(jī)5;所述紫外燈1位于電解槽10中間位置，所述曝氣管9位于電解槽10底部，曝氣管10上方設(shè)置有布?xì)獍?,曝氣管9通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)6與空氣壓縮機(jī)5相連接，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)6調(diào)節(jié)曝氣管9的曝氣量大小;所述電極極板位于電解槽10內(nèi)并置于布?xì)獍?上方，所述直流穩(wěn)壓電源8與電極極板相連接。
[0020]所述電極極板包括陽(yáng)極極板和陰極極板，所述陽(yáng)極極板和陰極極板分別位于布?xì)獍?上方左右兩側(cè)，所述陽(yáng)極極板采用石墨電極2,陰極極板采用鈦板3;所述陽(yáng)極和陰極的間距可調(diào)。
[0021]所述粒子電極采用顆?；钚蕴?。[〇〇22] 所述電解槽10的尺寸為14cmX12cmX20cm;在電解槽10高12cm處設(shè)置有取樣口， 電解槽底部設(shè)置排水閥。
[0023] 所述石墨電極板2和鈦板3的規(guī)格為100_X100mm，通過(guò)導(dǎo)線分別與直流穩(wěn)壓電源的正、負(fù)極連接，石墨電極2和鈦板3間距可調(diào)。[〇〇24]上述三維電極協(xié)同紫外光反應(yīng)裝置，其使用方法包括如下步驟:[〇〇25]第一步，通過(guò)銅導(dǎo)線將石墨電極板2、鈦極板3與直流穩(wěn)壓電源8正、負(fù)極相連，調(diào)節(jié)電解槽10內(nèi)石墨電極板2和鈦極板3的間距為70mm，加入直徑為3mm的柱狀顆?；钚蕴?0g， 曝氣量調(diào)節(jié)到13L/min;[〇〇26]第二步，將染料廢水導(dǎo)入到電解槽10內(nèi)，向電解槽10內(nèi)投加電解質(zhì)Na2S〇4,每L廢水中投加lgNa2S〇4,并調(diào)節(jié)染料廢水的初始pH值為3,打開(kāi)紫外燈1、直流穩(wěn)壓電源8和空氣壓縮機(jī)5，每隔lOmin通過(guò)取樣口取水樣監(jiān)測(cè)廢水指標(biāo)，直至出水達(dá)到排放指標(biāo)后排放;本裝置在外加電場(chǎng)的作用下，利用顆?；钚蕴?加強(qiáng)了電解作用，在電解槽10內(nèi)會(huì)生成許多具有催化活性的自由基，具有強(qiáng)氧化性和催化活性的自由基對(duì)廢水中的有機(jī)物的降解達(dá)到了很好的效果，曝氣管9不僅為反應(yīng)提供了氧氣，并且大大減少了短路電流，增加了物質(zhì)移動(dòng)速度， 提高了電解效率，與此同時(shí)紫外燈1提供的光源也對(duì)反應(yīng)起到了十分重要的催化氧化作用， 有效地利用光能降解了有機(jī)污染物。光電結(jié)合的方法不僅操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、降低能耗， 而且無(wú)二次污染，有廣闊的發(fā)展前景。
[0027]上述實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)思實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅限于上述實(shí)施例，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍可延伸至本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其組成包括紫外燈、電解槽、電極極板、粒子 電極、直流穩(wěn)壓電源、曝氣管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣壓縮機(jī);其特征在于:所述紫外燈位于電解 槽中間位置，所述曝氣管位于電解槽底部，曝氣管上方設(shè)置有布?xì)獍澹貧夤芡ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)子流量 計(jì)與空氣壓縮機(jī)相連接，所述電極極板位于電解槽內(nèi)并置于布?xì)獍迳戏剑鲋绷鞣€(wěn)壓電 源與電極極板相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其特征在于，所述電極 極板包括陽(yáng)極極板和陰極極板，所述陽(yáng)極極板和陰極極板分別位于布?xì)獍迳戏阶笥覂蓚?cè)， 所述陽(yáng)極極板采用石墨電極，陰極極板采用鈦板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其特征在于，所述粒子 電極采用顆粒活性炭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其特征在于，所述電解 槽的尺寸為14cm X 12cm X 20cm 〇5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其特征在于，通過(guò)轉(zhuǎn)子 流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣管的曝氣量大小。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其特征在于，所述陽(yáng)極 極板和陰極極板的間距可調(diào)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三維電極協(xié)同紫外光催化反應(yīng)器，其特征在于，在電解槽 高12cm處設(shè)置有取樣口，電解槽底部設(shè)置排水閥。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK205616601SQ201620331892
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】班福忱, 李美然, 葉友林
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)建筑大學(xué)