CN101475243A - 一种新型双复合电极的电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新型双复合电极的密封高压电化学装置，其对数万COD的高难度废水中TDS的去除率可达30％－70％。制作方法为：阳极a采用密度为1.6－1.8的优质石墨板制成，阳极b由钛镍合金致密菱形网制成方形扁管状，两者合二为一；阴极a由高镍铁合金致密菱形网制成方形扁管状，阴极b由多层活性炭棉(或炭化玻纤)，两者合二为一，复合双电极之间均为并联连接。在电化学过程中，两极产生大量新生态的活性物质：es，HO·，HO2·，O2 －·，O·，OH·，O3并能产生相当高浓度的新生态双氧水和自由基、羟基等活性物质。高难度废水在装置中的停留时间极短，每次5秒至数分钟，处理费用极为低廉。

Description

一种新型双复合电极的电化学装置
一、技术领域：
本发明是一种新型双复合电极的电化学装置
二、背景技术：
我国工业废水处理中最大的难题为难降解高难度废水，其占工业废水总量的不足20％，但每吨难降解高难度废水TDS总量却为普通工业废水TDS总量的10-20倍。难降解高难度废水的存在严重危害着我国的水资源环境和土壤环境，并极大的制约我国相关工业的发展。难降解高难度废水主要存在于化学制造业、化纤业、制药业、农药业、染料业、电镀业、造纸业和印染业等，其分布广泛，危害较大，早已引起国内外政府和企业界的高度重视。一年多前震惊国内外的吉林化工松花江水污染事件，更是敲响了国人的警钟。从吉林化工事件中由国家发改委和国家环保总局调查发现的结果，吉林化工属下有43家难降解高难度废水的问题长期未得到解决，而其它制造业中也存在着类似的情况：我国引进德国的煤变油技术的中试装置产生的有毒黑臭废水，每生产1吨成品油产生50吨高难度废水，其COD 5000以上。目前德国推荐的废水处理技术，停留时间达一周，且处理费用高达17元/吨，因此给工业化生产带来很大的困难。本发明装置对于上述两例的废水可在3小时之内处理达到GB-18918 2002排放标准，且费用低廉。
本发明装置采用了一种全新的双复合电极技术路线，并首次有效地同时利用阴、阳两极的功能，具有电化学效率高、废水停留时间短、TDS降解率高和装置制作费用低的诸多优势，必将为高难度废水的处理产生深远的影响。
三、发明内容：
本发明是一种全新技术理念的利用双复合阳极和双复合阴极的密闭式高压电化学装置。
四、具体实施方式：
A、本发明的电化学装置电极部分由N组双复合阳极和双复合阴极组成在一个密闭的耐压容器中；
B、本发明的电化学装置阳极部分由阳极a和阳极b复合并联组成为一组，阳极a由密度为1.6-1.8的优质石墨板制成，阳极b由钛镍合金致密菱形网制成方形扁管状，将阳极a塞入阳极b网状方形扁管中，两端也由同样材料封闭，阴极b表面由多层二氧化钌然后阳极a和阳极b并联为一组，整个电化学装置由N组组成阳极；
C、本发明的电化学装置阴极部分由阴极a和阴极b复合并联组成为一组，阴极a由高镍铁合金致密菱形网制成方形扁管状，阴极b由多层活性炭棉(或炭化玻纤)，塞入阴极a中两端也由同样材料封闭，然后阴极a和阴极b并联为一组，整个电化学装置由N组组成阴极；
D、本发明电化学装置的壳体由耐腐蚀合金板制成密封耐压容器，其中牢固放置双电极阳极和阴极，阳极和阴极间隔放置，N组阳极和N组阴极数量相等；
E、本发明双复合阳极的电流设计为0.5-2.5A/cm2，可调，电压为DC3-12V；
F、本发明双复合阴极在有废水存在的条件下，PH值≥7.5时，能产生相当高浓度的新生态双氧水和自由基、羟基等活性物质，能有效地破坏可溶性COD的化学键，而阳极在电压和电流的作用下，利用阳极a的高阻抗性能和阳极b的尖端放电效应并产生大量的活性物质：es，HO·，HO2·，O2 -·，O·，OH·，O3等；
G、本发明电化学装置的密闭容器可耐压0.6MPa/cm2，设有减压阀门；
H、本发明电化学装置的电源部分由可分别自动调整电压和电流的功能以及各类电功能表具，可按需设计自控装置，电压为DC3-24V，电流最高可达300A；
I、本发明可处理各类难降解高难度废水，废水CODmg/L可达数万，停留时间仅5秒至数分钟，废水一次通过可去除COD30％-70％，数万COD的废水应通过数次，每次间隔应用絮凝剂去除沉渣后再通入本发明电化学装置，直至COD达到200以下后用氧化剂药物处理。

Claims (9)

1.本发明是一种全新技术理念的利用双复合阳极和双复合阴极的密闭式高压电化学装置。
2.根据权力要求1所述的一种新型双复合电极的电化学装置，其特征1是：本发明装置阳极电极合阴极电极均采用双电极，均为工作电极、双电极的连接方法为并联。
3.根据权力要求1所述的一种新型双复合电极的电化学装置，其特征2是：本发明装置阳极电极a系由密度为1.6—1.8的优质石墨板制成，阳极b由钛镍合金致密菱形网制成方形扁管状，将阳极a塞入阳极b网状方形扁管中，两端也由同样材料封闭，阴极b表面由多层二氧化钌沉积然后阳极a和阳极b并联为一组，整个电化学装置由N组组成阳极；。
4.根据权力要求1所述的一种新型双复合电极的电化学装置，其特征3是：本发明装置阴极a由高镍铁合金致密菱形网制成方形扁管状，阴极b由多层活性炭棉(或炭化玻纤)，塞入阴极a中两端也由同样材料封闭，然后阴极a和阴极b并联为一组，整个电化学装置由N组组成阴极；。
5.根据权力要求1所述的用一种新型双复合电极的电化学装置，其特征4是：本发明装置壳体由耐腐蚀合金板制成密封耐压容器，其中牢固放置双电极阳极和阴极，阳极和阴极间隔放置，N组阳极和N组阴极数量相等。
6.根据权力要求1所述的用一种新型双复合电极的电化学装置，其特征5是：本发明装置双复合阳极的电流设计为0.5—2.5A/cm2，可调，电压为DC3—12V。
7.根据权力要求I所述的用一种新型双复合电极的电化学装置，其特征6是：本发明装置双复合阴极在有废水存在的条件下，PH值≥7.5时，能产生相当高浓度的新生态双氧水和自由基、羟基等活性物质，能有效地破坏可溶性COD的化学键，而阳极在电压和电流的作用下，利用阳极a的高阻抗性能和阳极b的尖端放电效应并产生大量的活性物质：es，HO·，HO2·，O2 -·，O·，OH·，O3等。
8.根据权力要求1所述的用一种新型双复合电极的电化学装置，其特征7是：本发明装置的工作状态为压力状态，密闭容器可耐压0.6MPa/cm2，设有减压阀门。
9.根据权力要求1所述的用一种一种新型双复合电极的电化学装置，其特征8是：本发明装置可处理各类难降解高难度废水，停留时间仅5秒至数分钟，废水一次通过可去除COD30％—70％，重复数次，每次间隔应去除沉渣后再通入本发明电化学装置，直至COD达到200以下后用氧化、混凝药物处理。
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