CN108911057A - 一种用于工业污水治理的高频电磁催化反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种工业污水治理的高频电磁催化反应装置。本发明包括高频电磁发生器、高频电磁发生器电极，绝缘管道，不锈钢管道以及置于绝缘管道内的特制整套电极；高频电磁发生器电极与不锈钢管壁形成回路，通过高频电磁发生器产生高频电磁信号；特制整套金属氧化物涂层阳电极与金属阴电极排布在高频发生器电极的两侧并位于绝缘管道内；金属氧化物涂层阳电极与金属阴电极形成回路。本发明是采用了高频电磁化与电催化氧化技术协同作用处理工业污水，能够高效的去除工业污水中的有机污染物，并能实现电催化氧化治理工业污水的过程中无阴极钝化现象。

Description

一种用于工业污水治理的高频电磁催化反应装置
技术领域
本发明属于电磁化及电化学催化氧化治理河道污水领域，涉及一种用于工业污水治理的高频电磁催化氧化设备。
背景技术
污水处理过程中的最难、最费钱的环节在于对有毒有害有机污染物的去除，即污水的深度处理环节。有毒有害有机污染物几乎存在所有的行业领域。包括化工、纺织，造纸、电子工业，农业及医药卫生等。目前对有机污染物去除的工艺主要是采用细菌降解，总会有二次污染，还有许多种类的有机污染物不能降解。电催化氧化废水处理具有氧化还原、凝聚、气浮、破乳、盐析、杀菌消毒和吸附等多种功能，并具有设备体积小、占地面积少、操作简单灵活，可以去除多种污染物，同时还可以回收废水中的贵重金属等优点。所以，电催化氧化降解有机污染物是污水处理过程中最有前途的工艺技术。
但是废水中不仅含有高浓度、难降解的有机污染物，同时还含有Ca、Mg等离子。在电解催化氧化降解有机物的过程中，这些离子容易产生不溶水的物质，沉积阴极上，钝化阴极。这导致电解催化氧化有机污染物的效率降低，增加电催化氧化治理工艺污水的能耗。
发明内容
本发明的目的是针对现有电催化氧化治理工业废水中存在阴电极易钝化一问题，将电磁化技术与电催化氧化技术相结合，提供一种的无隔膜高频电磁催化氧化装置。该装置不但能够直接快速地降解工业污水中的氨氮、有机物等，而且在治理含有钙镁离子的工业废水过程中，该设备的阴极不会产生钝化效应，能够极大地降低治理高浓度、生化难降解的工业有机废水的能耗和费用。
本发明采用的技术手段如下：
本发明用于工业污水治理的高频电磁催化装置，包括高频电磁发生器、高频电磁发生器电极，绝缘管道，不锈钢管道以及置于绝缘管道内的特制整套电催化电极；所述的特制整套电催化电极包括金属氧化物涂层阳电极、金属阴电极；绝缘管道套在不锈钢管内；高频电磁发生器安装不朽钢管壁上；高频电磁发生器电极链接高频电磁发生器，并穿过绝缘管和不锈钢管位于绝缘管中央；高频电磁发生器电极与不锈钢管壁形成回路，产生高频电磁信号；特质整套金属氧化物涂层阳电极与金属阴电极排布在高频发生器电极的两侧并位于绝缘管道内；金属氧化物涂层阳电极与金属阴电极形成回路；金属氧化物涂层阳电极与外电源的正极相连，金属阴电极与外电源的负极相连。
所述的金属氧化物涂层电极为氧化锡涂层阳电极。
所述的金属氧化物涂层阳电极的析氧电位要高于1.5 V（参比标氢电极），优选高于2.5 V（参比标氢电极）。
所述的阳电极与相邻阴电极的间距为3-10mm。
本发明的显著优点是：
本发明是采用电磁化和电催化氧化技术相结合，并采用了具有很高电催化性能的氧化锡涂层作为阳电极，在通电电解水的过程中，通过电磁化和电催化氧化协同作用，可以快速地降解工业废水中的有机物、氨氮和总氮，实现阴极无钝化。
附图说明
图1为高频电磁催化装置结构，图中1为高频电磁发生器，2为不锈钢管，3为高频电磁发生器电极，4为绝缘管，5为金属阴极，6为金属氧化物阳电极。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。
如图1所示，用于工业废水治理的高频电磁催化反应装置，包括高频发生器1、不锈钢管2、高频电磁发生器电极3、绝缘管4、金属阴电极5、金属氧化物阳电极6；高频电磁发生器1安装不朽钢管壁上2；高频电磁发生器电极3链接高频电磁发生器1，并穿过绝缘管和不锈钢管位于绝缘管中央；高频电磁发生器电极3与不锈钢管壁2形成回路，产生高频电磁信号；金属氧化物涂层阳电极6与金属阴电极5排布在高频发生器电极3的两侧并位于绝缘管道内；金属氧化物涂层阳电极与外电源的正极相连，金属阴电极与外电源的负极相连。
所述高频电磁发生器1的频率在10-14MHz；
所述金属氧化物涂层阳电极6是氧化锡阳电极，该电极的析氧电位高于1.5 V（参比标氢电极电位），优选高于2.5 V（参比标氢电极）。
所述金属氧化物涂层阳电极6与金属阴电极5的间距为2 - 5mm；
所述金属氧化物涂层阳电极6,金属阴电极5与高频发生器电极之间的间隔在5cm以上。
实施例1
(1)选择析氧电位为2.0V的氧化锡涂层阳电极，不锈钢板为阴电极， 阴阳极之间间隔为5mm，形成阴阳电极组件；
(2)将阴阳电极组件安装在高频电磁发生器电极的两侧，阴阳电极组件与高频发生器电极之间的间距为6cm；
(3)将上述电极安装在绝缘管内；
(4)将安装有电极的绝缘管套入在不锈钢管内；
(5)选择频率为12MHz的高频电磁发生器安装在不锈钢管上，并且连接高频电磁发生器电极；
(6)将绝缘管道内充入含有Ca离子浓度为100mg/L的工业废水并接入直流电源，给阴阳电极上供上电流密度为200A/m2的电流；
(7)同时给高频电磁发生器借上电源，使得高频电磁发生器产生12MHz的高频电磁信号；
(8)设备通电工作3小时，工业污水的COD值由3500mg/L降到了80mg/L，阴极电极无钝化现象。
实施例2
(1)选择析氧电位为1.8V的氧化锡涂层阳电极，不锈钢板为阴电极， 阴阳极之间间隔为1cm，形成阴阳电极组件；
(2)将阴阳电极组件安装在高频电磁发生器电极的两侧，阴阳电极组件与高频发生器电极之间的间距为10cm；
(3)将上述电极安装在绝缘管内；
(4)将安装有电极的绝缘管套入在不锈钢管内；
(5)选择频率为13MHz的高频电磁发生器安装在不锈钢管上，并且连接高频电磁发生器电极；
(6)将整个装置充入含有Ca离子浓度为300mg/L的工业废水并接入直流电源，给阴阳电极上供上电流密度为200A/m2的电流；
(7)同时给高频电磁发生器借上电源，使得高频电磁发生器产生12MHz的高频电磁信号；
(8)设备通电工作2小时，工业污水的COD值由2500mg/L降到了70mg/L，阴极电极无钝化现象。
实施例3
(9)选择析氧电位为2.3V的氧化锡涂层阳电极，不锈钢板为阴电极， 阴阳极之间间隔为1cm，形成阴阳电极组件；
(10)将阴阳电极组件安装在高频电磁发生器电极的两侧，阴阳电极组件与高频发生器电极之间的间距为10cm；
(11)将上述电极安装在绝缘管内；
(12)将安装有电极的绝缘管套入在不锈钢管内；
(13)选择频率为14MHz的高频电磁发生器安装在不锈钢管上，并且连接高频电磁发生器电极；
(14)将整个装置充入含有Ca离子浓度为500mg/L的工业废水并接入直流电源，给阴阳电极上供上电流密度为300A/m2的电流；
(15)同时给高频电磁发生器借上电源，使得高频电磁发生器产生12MHz的高频电磁信号；
设备通电工作5小时，工业污水的COD值由4500mg/L降到了90mg/L，阴极电极无钝化现象。

Claims (5)

1.一种用于工业污水治理的高频电磁催化反应装置， 其特征在于包括高频电磁发生器、高频电磁发生器电极，绝缘管道，不锈钢管道以及置于绝缘管道内的特制整套电催化电极；所述的特制整套电催化电极包括金属氧化物涂层阳电极、金属阴电极；绝缘管道套在不锈钢管内；高频电磁发生器安装在不朽钢管壁上；高频电磁发生器电极通过穿过绝缘管和不锈钢管的导线连接高频电磁发生器，并位于绝缘管中央；高频电磁发生器电极与不锈钢管壁形成回路，并产生高频电磁信号；特制整套金属氧化物涂层阳电极与金属阴电极排布在高频发生器电极的两侧并位于绝缘管道内；金属氧化物涂层阳电极与金属阴电极形成回路；金属氧化物涂层阳电极与外电源的正极相连，金属阴电极与外电源的负极相连，其特征在于所述的高频电磁催化反应装置采用了高频电磁化与电催化氧化技术协同作用处理工业废水，实现电催化氧化治理工业污水的过程中无阴极钝化现象。
2.如权利要求1所述的一种用于工业污水治理的高频电磁催化反应装置， 其特征在于金属氧化物涂层阳电极为钛基氧化锡阳电极。
3. 如权利要求2所述的一种用于工业污水治理的高频电磁催化反应装置， 其特征在于金属氧化物涂层阳电极的析氧电位要高于1.5 V（参比标氢电极）。
4. 如权利要求2所述的一种用于河道污水治理的电催化反应装置， 其特征在于金属氧化物涂层阳电极的析氧电位要高于2.3 V（参比标氢电极）。
5. 如权利要求1所述的一种用于工业污水治理的高频电磁催化反应装置， 其特征在于高频电磁频率在10-14MHz。
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