CN105498660A - 一种改进型电离式氧化反应器 - Google Patents

一种改进型电离式氧化反应器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改进型电离式氧化反应器，包括外法兰密封盖和壳体上的外法兰用螺丝密封连接成一个整体，电极密封绝缘板和壳体内的内法兰用螺丝密封连接，外法兰密封盖和电极密封绝缘板之间形成一个接电室，壳体上的进水口、出水口和电极密封绝缘板和壳体内的内法兰用螺丝密封连接后形成一个封闭的水流通道，电极固定导流板将阴阳电极固定在壳体内，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板，阴阳电极的接线耳朵分别由阴极接线端和阳极接线端对应串联成一体，由阴阳导线经阴阳极导线接入口引出和专用的直流电源输出端对应连接。

Description

一种改进型电离式氧化反应器
技术领域
本发明涉及一种以水为介质，在外加电场下通过阴阳两极的电子跃迁的能势，电离水分子获得高浓度的氧化物质的高效氧化反应器，特别是对多肽长链环状结构的物质进行开环、破碎进行有效的氧化分解的装置，使用该装置能够对水体中的藻毒素、病毒病菌、化学中间体、有机化合物、异味、色度进行有效的去除。
背景技术
改革开放30多年来，经济的快速增长引发诸多环境污染及饮水安全问题。例如科技创新使有机化工、生物制药的中间合成体种类繁多，而这些多肽环状结构物质进入水体中后，常规的水处理技术难以氧化分解污染水资源；植物生长过程中农药被吸收进入细胞体内，导致食物中毒现象时有发生；水源的富营养化加剧，水体的藻类增多，广谱杀藻剂使藻毒素释放进入饮用水体中给百姓的健康安全带来威胁等等的事例数不胜数。研究开发一种低能耗适用范围广的通用高级氧化技术是提高环境质量和保障人民身体健康的需求，是实现国家循环经济、低碳发展的首要任务，也是未来发展之趋势。
本发明人以电化学为基础，以材料学为切入点研究开发一种多用途的高级氧化反应器技术，使用该反应器技术装置可对化工、制药行业的废水中的有机污染物进行有效的强氧化分解，同时可以对高浓度的垃圾渗滤液、污水厂剩余含水污泥中的有机污染进行有效的氧化分解，使用该装置还可以对水体中藻毒素及瓜果蔬菜、粮食、茶叶中的残留有机农药进行有效的降解。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种以钛为基材，表面涂覆烧结稀土搀杂合金催化材料作为正负电极，在外加电场作用下以水为介质进行电离，产生高浓度的氧化性物质来对水体中的有机污染物进行强氧化分解，达到保护环境，保障身体健康之目的。
本发明采用的技术方案是这样的：一种改进型电离式氧化反应器，包括外法兰密封盖1和壳体5上的外法兰2用螺丝密封连接成一个整体，电极密封绝缘板3和壳体5内的内法兰4用螺丝密封连接，外法兰密封盖1和电极密封绝缘板3之间形成一个接电室10，壳体5上的进水口9、出水口和电极密封绝缘板3和壳体内的内法兰4用螺丝密封连接后形成一个封闭的水流通道，电极固定导流板7将阴阳电极固定在壳体2内，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板3，阴阳电极的接线耳朵分别由阴极接线端13和阳极接线端14对应串联成一体，由阴阳导线经阴阳极导线接入口15引出和专用的直流电源输出端对应连接；
其中，所述的壳体5为钢板焊接或是注塑而成，其几何形状为长方体或是其它几何体，使用钢板材质焊接后的壳体5内外需要做特殊的防腐蚀处理，所述的外法兰密封盖1和壳体5上的外法兰2用密封螺丝连接时需加衬石棉垫做绝缘层，所述的电极密封绝缘板3和壳体5内的内法兰4用螺丝密封连接时需要加衬硅胶密封垫进行密封绝缘，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板3后所形成的缝隙需用环氧树脂加固化剂按比例进行密封固化固定，所述的电极固定导流板7将阴阳电极按一定的距离固定在壳体5内，所述的阴极接线端13和阳极接线端14为紫铜棒加工而成，阴极接线端13和阳极接线端14的两头加工成外螺纹，以便于阴阳电线导线的连接，所述的进水口9在壳体5底部的靠右位置，出水口6在壳体5的上部的靠左位置。
进一步，所述阴极接线端13为一根加工而成的紫铜棒将所有的阴极接线耳朵穿接在一起，阴极耳朵之间加紫铜帽隔开，使两端的螺丝紧固时阴极耳朵保证不偏移和变形，阳极接线端14和阴极接线端13的操作方式相同。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的电离式高级氧化反应器，在阴阳电极上采用了稀土合金金属氧化物搀杂稀土催化材料作为催化物质，使电极在外加电场下电流功效的转换率达到85％，和现有电化学技术相比能效提高8倍多，以水为介质激发生成的氧化性物质(·OH)浓度在同等电压条件下是现有电化学技术的14倍，对污染有机物的去除率高达99％，对细菌病毒的去除率达到99.95％。本发明可广泛用于化工废水、造纸废水、垃圾渗滤液、饮水水源的处理与处置，作为氧化剂发生器使用时可以对食品中残留有害物进行有效的去除，同时可以用于瓜果、蔬菜、茶叶残留农药的降解，亦可用于医疗器件的杀毒灭菌。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的俯视端剖面示意图；
图2是本发明的主面剖视图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1和图2所述的一种电离式高级氧化反应器，包括外法兰密封盖1和壳体5上的外法兰2用螺丝密封连接成一个整体，电极密封绝缘板3和壳体5内的内法兰4用螺丝密封连接，外法兰密封盖1和电极密封绝缘板3之间形成一个接电室10，壳体5上的进水口9、出水口和电极密封绝缘板3和壳体内的内法兰4用螺丝密封连接后形成一个封闭的水流通道，电极固定导流板7将阴阳电极固定在壳体2内，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板3，阴阳电极的接线耳朵分别由阴极接线端13和阳极接线端14对应串联成一体，由阴阳导线经阴阳极导线接入口15引出和专用的直流电源输出端对应连接。
进一步，所述的壳体5为钢板焊接或是注塑而成，其几何形状为长方体或是其它几何体，使用钢板材质焊接后的壳体5内外需要做特殊的防腐蚀处理，所述的外法兰密封盖1和壳体5上的外法兰2用密封螺丝连接时需加衬石棉垫做绝缘层，所述的电极密封绝缘板3和壳体5内的内法兰4用螺丝密封连接时需要加衬硅胶密封垫进行密封绝缘，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板3后所形成的缝隙需用环氧树脂加固化剂按比例进行密封固化固定，所述的电极固定导流板7将阴阳电极按一定的距离固定在壳体5内，所述的阴极接线端13和阳极接线端14为紫铜棒加工而成，阴极接线端13和阳极接线端14的两头加工成外螺纹，以便于阴阳电线导线的连接，所述的进水口9在壳体5底部的靠右位置，出水口6在壳体5的上部的靠左位置。
具体的，所述电极密封绝缘板3为尼龙材质，由具有绝缘和抗压能力的壁厚为10mm的板材加工而成，供阴阳电极接线耳朵穿透的线槽宽、长和阴阳电极接线耳朵的宽、长等同，阴阳电极接线耳朵穿透电极密封绝缘板3后，用环氧树脂对其线槽的缝隙进行密封固定。
具体的，所述阴极接线端13为一根加工而成的紫铜棒将所有的阴极接线耳朵穿接在一起，阴极耳朵之间加紫铜帽隔开，使两端的螺丝紧固时阴极耳朵保证不偏移和变形，阳极接线端14和阴极接线端13的操作方式相同。
对高浓度化工废水的实验。
实验装置：
污水泵、流量计、电离式氧化反应器、直流电源等。
实验步骤：
存放污水的容器底部开孔和污水泵连接，污水泵出水口管路上安装阀门和玻璃转子流量计，电离式氧化反应器的进水口和污水泵出水口用管路连接，电离式氧化反应器的出水口和另一存放液体的容器用管路连接，电离式氧化反应器的阴阳导线和专用的直流电源对应连接，接通输入电源。
启动污水泵，调节进水流量，启动直流电源，按污水中污染物质浓度指数，废水体在电离式氧化反应器内停留时间分别为10分钟、20分钟。
检测数据表：(化工综合污水)
样品名称 化工废水 10分钟氧化 去除率 氧化20分钟 去除率
CODcr 1200mg/L 180mg/L 85％ 60mg/L 95％
TN 33.5mg/L 8.4mg/L 75％ 5.0mg/l 85％
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种改进型电离式氧化反应器，其特征在于：包括外法兰密封盖和壳体上的外法兰用螺丝密封连接成一个整体，电极密封绝缘板和壳体内的内法兰用螺丝密封连接，外法兰密封盖和电极密封绝缘板之间形成一个接电室，壳体上的进水口、出水口和电极密封绝缘板和壳体内的内法兰用螺丝密封连接后形成一个封闭的水流通道，电极固定导流板将阴阳电极固定在壳体内，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板，阴阳电极的接线耳朵分别由阴极接线端和阳极接线端对应串联成一体，由阴阳导线经阴阳极导线接入口引出和专用的直流电源输出端对应连接；
其中，所述的壳体为钢板焊接或是注塑而成，其几何形状为长方体或是其它几何体，使用钢板材质焊接后的壳体内外需要做特殊的防腐蚀处理，所述的外法兰密封盖和壳体上的外法兰用密封螺丝连接时需加衬石棉垫做绝缘层，所述的电极密封绝缘板和壳体内的内法兰用螺丝密封连接时需要加衬硅胶密封垫进行密封绝缘，阴阳电极的接线耳朵穿透电极密封绝缘板后所形成的缝隙需用环氧树脂加固化剂按比例进行密封固化固定，所述的电极固定导流板将阴阳电极按一定的距离固定在壳体内，所述的阴极接线端和阳极接线端为紫铜棒加工而成，阴极接线端和阳极接线端的两头加工成外螺纹，以便于阴阳电线导线的连接，所述的进水口在壳体底部的靠右位置，出水口在壳体的上部的靠左位置。
2.根据权利要求1所述的改进型电离式氧化反应器，其特征在于：所述阴极接线端为一根加工而成的紫铜棒将所有的阴极接线耳朵穿接在一起，阴极耳朵之间加紫铜帽隔开，使两端的螺丝紧固时阴极耳朵保证不偏移和变形，阳极接线端和阴极接线端的操作方式相同。
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