CN103570106B - 卧式强化内电解氧化还原反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卧式强化内电解氧化还原反应器，属于电化学反应器技术领域。卧式强化内电解氧化还原反应器，包括滚筒式壳体，滚筒式壳体底部设有支托轮，电机驱动支托轮运转，电机与减速机连接，滚筒式壳体两侧分别连接有加料口和出水口，滚筒式壳体内壁安装有石墨电极，出水口上安装有环形石墨板，滚筒式壳体外部连接有直流脉冲电源。本发明的卧式强化内电解氧化还原反应器，打破了传统的立式内电解设备的模式，此设备增设的铁屑抛撒条解决了铁屑板结、钝化的问题，增设的折流板使得废水与铁屑接触的更充分，不会造成废水短流现象，外加的直流脉冲电源加速了氧化还原反应，缩短了废水的停留时间。
Description
技术领域
本发明涉及卧式强化内电解氧化还原反应器，属于电化学反应器技术领域。
背景技术
实践证明，工业的快速发展势必会给环境和人类带来危害。一些工业废水中含有毒性大、难降解的有机物，这类有机物对人类的健康和生态环境危害极大。治理毒性大、浓度高、难降解的有机物是当前环保界亟待解决的技术难题。
自20世纪70年代开始，铁屑内电解法开始应用到废水处理中。目前铁屑内电解法不仅在无机工业废水和有机废水的处理中普遍应用，而且在地下水污染的治理中也进行了有意义的尝试。
当生铁屑浸于电解质溶液中时，发生内电解反应，产生氧化还原性较强的氧化还原剂，实现对有机物的氧化还原降解。
1、电场作用。
带有电荷的微粒移动，在电极上发生氧化还原反应。
2、氢的还原作用。
Fe+2H+→Fe2++2[H] (1)
新生态的[H]具有很高的活性，能与许多有机物发生氧化还原反应。[H]能使偶氮基断裂而破坏发色基团、使大分子降解为小分子、硝基化合物还原为胺基化合物等。同时，可提高废水的生化性，有利于废水的后续生化处理。
3、铁的还原作用。
铁可以把某些金属置换出来。同样，其它氧化性较强的离子式化合物也会被铁还原成毒性较小的还原态。
6Fe2++Cr2O7 2-+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O (2)
也可以使硝基还原成胺基物。
C6H5NO2+3Fe+6H+→C6H5NH2+3Fe2++2H2O (3)
4、Fe2+的还原作用。铁被氧化生成Fe2+也具有较高的还原性。
R-N→N-R’+4Fe2++4H2O→RNH2+R’NH2+4Fe2++4OH- (4)
5、铁离子的混凝作用。新生成的Fe2+和Fe3+具有很好的絮凝作用。
Fe2++2OH-→Fe(OH)2 (5)
4Fe2++8OH-+O2+2H2O→4Fe(OH)3 (6)
生成的Fe(OH)2、Fe(OH)3吸附能力较高。
6、沉淀作用。
铁屑内电解反应产物Fe2+、Fe3+也能通过沉淀反应去除某些有机物，如S2-、CN-等。
通常铁屑内电解反应器为过滤床式。这种滤床存在的主要问题是：
①铁屑易结块板结，造成水流不畅，不能长期有效工作。
②易出现沟流现象，废水短流，大大降低处理效果。
③由于在运行过程中表面沉积沉淀物造成铁屑钝化，反应速度降低。
④铁屑的利用率低。
由于上述的问题存在，铁屑内电解法在工业废水处理中没有得到很好的利用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种结构设计合理、氧化还原反应更加迅速和彻底、处理效率高、处理成本低、维护和使用更加方便的卧式强化内电解氧化还原反应器。
本发明是通过以下技术方案实现的：
卧式强化内电解氧化还原反应器，其特殊之处在于包括滚筒式壳体1，滚筒式壳体1底部设有支托轮11，电机3驱动支托轮11运转，电机3与减速机2连接，滚筒式壳体1两侧分别连接有加料口10和出水口12，滚筒式壳体1内壁安装有石墨电极7，出水口12上安装有环形石墨板8，滚筒式壳体1外部连接有直流脉冲电源9；
所述滚筒式壳体1内壁涂覆有防腐绝缘层15；
为了使废水在壳体内上、下折流，增加废水的流程，使废水与铁-碳混合更充分，所述滚筒式壳体1内部安装有第一折流板4和第二折流板5；
所述第一折流板4上开有第一开孔13，第一开孔13的数量为9个，第一开孔13设置在第一折流板4的外周和中心，第二折流板5上开有第二开孔14，第二开孔14的数量为1个，第二开孔14设置在第二折流板5的中心位置；
为了防止铁屑结块板结、钝化，所述滚筒式壳体1内壁均匀设有铁屑抛撒条6；
所述铁屑抛撒条6为“7”字形结构；
所述石墨电极7的数量为三块，相邻石墨电极7之间的夹角为120°。
本发明的卧式强化内电解氧化还原反应器，打破了传统的立式内电解设备的模式，此设备增设的铁屑抛撒条解决了铁屑板结、钝化的问题，增设的折流板使得废水与铁屑接触的更充分，不会造成废水短流现象，外加的直流脉冲电源加速了氧化还原反应，缩短了废水的停留时间。本发明是内、外电解的有机组合，解决了传统的内电解所存在的缺陷，是一种对废水中有机物处理效率高、处理成本低、维护和使用十分方便的废水处理设备，同时还体现了以废治废的原则，运用电化学高级氨化技术处理高难度废水。此反应器尤其适用于处理印染、电镀、化工等浓度高、难降解的废水。
附图说明
图1：本发明的卧式强化内电解氧化还原反应器主视图；
图2：图1的侧视图；
图3：本发明的第一折流板结构示意图；
图4：本发明的第二折流板结构示意图；
图中：1、滚筒式壳体，2、减速机，3、电机，4、第一折流板，5、第二折流板，6、铁屑抛撒条，7、石墨电极，8、环形石墨板，9、直流脉冲电源，10、加料口，11、支托轮，12、出水口，13、第一开孔，14、第二开孔，15、防腐绝缘层。
具体实施方式
以下参考附图给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成作进一步详 细说明。
本实施例的卧式强化内电解氧化还原反应器，包括滚筒式壳体1，滚筒式壳体1内壁涂覆有防腐绝缘层15，滚筒式壳体1底部设有支托轮11，电机3驱动支托轮11运转，电机3与减速机2连接，滚筒式壳体1两侧分别连接有加料口10和出水口12，滚筒式壳体1内壁安装有石墨电极7，出水口12上安装有环形石墨板8，滚筒式壳体1外部连接有直流脉冲电源9；
为了使废水在壳体内上、下折流，增加废水的流程，使废水与铁-碳混合更充分，所述滚筒式壳体1内部安装有第一折流板4和第二折流板5，第一折流板4上开有第一开孔13，第一开孔13的数量为9个，第一开孔13设置在第一折流板4的外周和中心，第二折流板5上开有第二开孔14，第二开孔14的数量为1个，第二开孔14设置在第二折流板5的中心位置；
为了防止铁屑结块板结、钝化，所述滚筒式壳体1内壁均匀设有铁屑抛撒条6，铁屑抛撒条6为“7”字形结构。
各组件作用：
滚筒式壳体1为钢构件，内衬防腐绝缘层15，同时壳体也作为石墨电极(正极)的导电体；
滚筒式壳体1由四个支托轮承托，同向两个轮子为主动轮，另两个为被动轮，减速机转速10-15rpm；
反应器内均布三道折流板，第一折流板4为下进水，第二折流板5为上溢水，增加废水在反应器内的流程，使其废水和铁屑充分混合，增加Fe2+的利用率；
铁屑抛撒条6是为了防止铁屑结块板结、钝化所设计的，其将底部的铁屑带至上部抛撒，与反应器内废水冲刷，防止结块板结，同时防止铁屑表面附着沉淀物等，使铁屑不易钝化；
壳体内三块石墨电极7安装在壳体内壁上，使其与内壁很好的结合，三块石墨电极7作为电源正极供电，相邻石墨电极7之间的夹角为120°，石墨电极7与壳体连接导通，亦可作为宏观铁碳负极；
在出水口处安装了环形石墨板8，作为脉冲直流电源的负极导电；
外接的直流脉冲电源9，范围为：0-30V、0-5A，占空比可调，可节省电能。
另外还在部分铁屑上涂覆了一层金属催化剂。
本发明未详细说明的内容均为现有技术，本领域技术人员可以从本实施例及现有技术获得启发，进行变形得到其它实施例。因此，本发明的保护范围应该根据权利要求的保护范围来确定。
Claims (4)
1.卧式强化内电解氧化还原反应器，其特征在于包括滚筒式壳体(1)，滚筒式壳体(1)底部设有支托轮(11)，电机(3)驱动支托轮(11)运转，电机(3)与减速机(2)连接，滚筒式壳体(1)两侧分别连接有加料口(10)和出水口(12)，滚筒式壳体(1)内壁安装有石墨电极(7)，出水口(12)上安装有环形石墨板(8)，滚筒式壳体(1)外部连接有直流脉冲电源(9)；
所述滚筒式壳体(1)内壁涂覆有防腐绝缘层(15)；
所述滚筒式壳体(1)内部安装有第一折流板(4)和第二折流板(5)；
所述第一折流板(4)上开有第一开孔(13)，第一开孔(13)的数量为9个，第一开孔(13)设置在第一折流板(4)的外周和中心，第二折流板(5)上开有第二开孔(14)，第二开孔(14)的数量为1个，第二开孔(14)设置在第二折流板(5)的中心位置。
2.根据权利要求1所述卧式强化内电解氧化还原反应器，其特征在于所述滚筒式壳体(1)内壁均匀设有铁屑抛撒条(6)。
3.根据权利要求2所述卧式强化内电解氧化还原反应器，其特征在于所述铁屑抛撒条(6)为“7”字形结构。
4.根据权利要求1所述卧式强化内电解氧化还原反应器，其特征在于所述石墨电极(7)的数量为三块，相邻石墨电极(7)之间的夹角为120°。
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Effective date of registration: 20160412 Address after: 330029 B-07 (Comprehensive Building) (Chang eleventh), Chang Nan Industrial Park, Qingyun Qu, Jiangxi, Nanchang Patentee after: Jiangxi Yuantong Technology Co.,Ltd. Address before: Fushan District North Road Shandong Fuhai 265500 Sunshine Garden City in Yantai province 4-1-302 Patentee before: Peng Guobiao Patentee before: Hu Weiwei Patentee before: Wang Fengyun Patentee before: Ding Zeren |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20171109 Address after: 250000, room 9, building 22003, long Tian mansion, University Road, Mudan District, Shandong, Heze Patentee after: SHANDONG QINGJIN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 330029 B-07 (Comprehensive Building) (Chang eleventh), Chang Nan Industrial Park, Qingyun Qu, Jiangxi, Nanchang Patentee before: Jiangxi Yuantong Technology Co.,Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 274600 north of Zhongpeng Zhuang village, xihongqi Development Zone, Yanshi Town, juancheng County, Heze City, Shandong Province Patentee after: SHANDONG QINGJIN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Room 22003, building 9, Longtian mansion, Daxue Road, Mudan District, Heze City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG QINGJIN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Horizontal enhanced internal electrolysis redox reactor Effective date of registration: 20230831 Granted publication date: 20150805 Pledgee: Shandong juancheng Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG QINGJIN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980054830 |