CN106348401A - 电催化水处理反应器 - Google Patents

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张玉龙
黄理志
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Abstract

本发明涉及电催化水处理反应器，包括反应器壳体、分别设置在反应器壳体上下两端部的进水口、出水口以及设置在反应器壳体内的电催化阴极电极和电催化阳极电极，所述反应器壳体为圆筒型并形成一反应槽，所述反应槽内轴向设有具有轴向过孔的多孔陶瓷柱；所述过孔内装有用于负载高效纳米催化剂的多孔碳泡沫。本发明方案通过多孔陶瓷柱、多孔碳泡沫的设置，利用纳米科技，将高效纳米催化剂负载在多孔碳泡沫上,使纳米电催化剂的负载率和负载活性提高，得到高效的催化反应电极，再结合反应器的新型结构设计，得到高效的污染物去除效果。

Description

电催化水处理反应器
技术领域
本发明涉及一种反应器，具体涉及一种电催化水处理反应器，属于水处理技术领域。
背景技术
电催化氧化反应技术是利用电化学方法持续产生具有高活性的羟基自由基，使有机物得以降解矿化。传统的金属氧化物电极反应装置采用的是多组极板装配在同一反应槽中，存在传质效果差，电流效率低，水力停留时间短以及能耗高等缺点。后经过改进，通过引入新型电极、投加药剂等手段，增大了电极的工作面积，改善了传质效果，提高了电流效率，但是，现有的电催化氧化反应装置仍有很多不足，具体如下：
1.现有反应装置采用大容积反应槽内安装多组电极同时工作，造成水力停留时间过长，处理效果和处理效率低下；
2.传统电催化水处理反应器能耗高，处理效率低，灵活性差，不能充分发挥电催化水处理的优势。
发明内容
本发明为克服现有技术的缺陷，本发明目的是为了一种电催化水处理反应器，用以改变传统电催化氧化电极反应装置构造单一，效率低下，处理效果差以及能耗高的现状。
本发明采用的技术方案是：电催化水处理反应器，包括反应器壳体、分别设置在反应器壳体上下两端部的进水口、出水口以及设置在反应器壳体内的电催化阴极电极和电催化阳极电极，所述反应器壳体为圆筒型并形成一反应槽，所述反应槽内轴向设有具有轴向过孔的多孔陶瓷柱；所述过孔内装有用于负载高效纳米催化剂的多孔碳泡沫。
优选的，所述多孔碳泡沫选用多孔玻璃碳泡沫、活性炭颗粒、石墨烯泡沫、碳纤维毡、碳纳米管、碳纤维其中的一种或几种。
优选的，所述电催化阳极电极包括阳极端子和一端为自由端且与阳极端子连接，另一端为环形圈状套接于所述多孔陶瓷柱外围的阳极电丝
优选的，在所述阳极电丝外围设有过滤网。
优选的，所述过滤网为铂金材质制成。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的电催化水处理反应器，通过多孔陶瓷柱、多孔碳泡沫的设置，利用纳米科技，将高效纳米催化剂负载在多孔碳泡沫上,使纳米电催化剂的负载率和负载活性提高，得到高效的催化反应电极，再结合反应器的新型结构设计，得到高效的污染物去除效果。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的电催化水处理反应器的结构示意图；
图中：1-反应器壳体；2-进水口；3-出水口；4-电催化阴极电极；5-电催化阳极电极；6-反应槽；7-多孔碳泡沫；8-多孔陶瓷柱；41-阴极端子；42-阴极电丝；51-阳极端子；52-阳极电丝；53-过滤网。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一，如附图1所示，本发明的电催化水处理反应器，包括反应器壳体1、分别设置在反应器壳体1上下两端部的进水口2、出水口3以及设置在反应器壳体1内的电催化阴极电极4和电催化阳极电极5。反应器壳体1为圆筒型并形成一反应槽6，反应槽6内轴向设有具有轴向过孔的多孔陶瓷柱8；过孔内装有用于负载高效纳米催化剂的多孔碳泡沫7。利用纳米科技，将高效纳米催化剂负载在多孔碳泡沫7上,得到高效的催化反应电极，再结合上述反应器的结构设计，从而达到高效的污染物去除效果。
电催化阳极电极5具有阳极端子51和一端为自由端且与阳极端子51连接，另一端为环形圈状套接于所述多孔陶瓷柱外围的阳极电丝52；阳极电丝52的外围设有铂金过滤网53。电催化阴极电极4具有阴极端子41和阴极电丝42。本反应器的阳极的氧化反应和阴极的还原反应共存于体系中，使废水中可通过氧化反应或还原反应降解的不同有机污染物均得到降解处理。
多孔碳泡沫7选用多孔玻璃碳泡沫、活性炭颗粒、石墨烯泡沫、碳纤维毡、碳纳米管、碳纤维其中的一种或几种。根据污水特点，灵活调控多孔碳泡沫种类和其上负载的催化剂，使得在一个反应器中实现多种电化学水处理手段，根据具体污水达到最高效，节能的处理效果。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.电催化水处理反应器，包括反应器壳体、分别设置在反应器壳体上下两端部的进水口、出水口以及设置在反应器壳体内的电催化阴极电极和电催化阳极电极，其特征在于：所述反应器壳体为圆筒型并形成一反应槽，所述反应槽内轴向设有具有轴向过孔的多孔陶瓷柱；所述过孔内装有用于负载纳米催化剂的多孔碳泡沫。
2.根据权利要求1所述的电催化水处理反应器，其特征在于：所述多孔碳泡沫选用多孔玻璃碳泡沫、活性炭颗粒、石墨烯泡沫、碳纤维毡、碳纳米管、碳纤维其中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的电催化水处理反应器，其特征在于：所述电催化阳极电极包括阳极端子和一端为自由端且与阳极端子连接，另一端为环形圈状套接于所述多孔陶瓷柱外围的阳极电丝。
4.根据权利要求1或2所述的电催化水处理反应器，其特征在于：在所述阳极电丝电极外围设有过滤网。
5.根据权利要求4所述的电催化水处理反应器，其特征在于：所述过滤网为铂金材质制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1958856A (zh) * 2006-10-13 2007-05-09 华东理工大学 一种用于有机电化学合成过程的纳米碳纤维电催化电极的制备
CN101077801A (zh) * 2007-05-14 2007-11-28 广州有色金属研究院 用于有机废水处理的流化床三维电极反应器
CN202246183U (zh) * 2011-08-26 2012-05-30 东莞理工学院 一种电催化膜废水处理系统及其电催化膜管
CN103663631A (zh) * 2013-12-10 2014-03-26 清华大学 一种负载催化剂活性炭的三维粒子电极及其制备方法

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