CN110372070A - 电催化氧化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电催化氧化装置及方法，涉及高盐废水技术领域，用于提供一种降低高盐废水COD的装置及方法。本发明的电催化氧化装置包括电氧化反应器和催化反应器，向电氧化反应器中循环输入催化剂，其中的高盐高有机物废水发生氧化还原反应，由于电氧化反应器的输出端与催化反应器的输入端相连，因此反应后的溶液被循环输送至催化反应器中进行氧化分解获得二氧化碳和水，从而使处理后的溶液的COD显著降低。
Description
技术领域
本发明涉及高盐高有机物废水技术领域，特别地涉及一种电催化氧化装置及方法。
背景技术
高盐高有机物废水是指含有高浓度溶解性无机盐和有机物的废水(一般盐度大于3％的废水)。由于水资源短缺，石油、化工、制药等重污染行业，排放的废水往往含有高浓度的可溶性无机盐分和难降解或有毒有机污染物，给生存环境造成了巨大的压力。工业废水除含有高浓度的盐类物质外，还有高浓度的有机物，化学需氧量(COD)往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。所谓化学需氧量(COD)，是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量，它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物，因此，化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。目前采用常规生化法难以处理含有高盐、高浓度有机物的废水。
发明内容
本发明提供一种电催化氧化装置及方法，用于解决上述技术问题。
本发明提供一种电催化氧化装置，包括电氧化反应器和催化反应器，所述电氧化反应器的输入端和输出端分别与所述催化反应器的输出端和输入端相连，所述催化反应器用于向所述电氧化反应器中循环添加催化剂，以提高所述电氧化反应器的电氧化效率，使高盐高有机物废水得到高效降解。
在一个实施方式中，电氧化反应器的输出端和所述催化反应器的输入端之间设置有气液分离器，所述气液分离器上设置有排气口，所述排气口用于分离并排放所述电氧化反应器中产生的氢气。
在一个实施方式中，所述电氧化反应器包括阳极板、阴极板与隔板，所述阴极板和所述隔板的数量均为两个，两个所述阴极板分别设置在所述阳极板的两侧，每个所述阴极板与所述阳极板之间均设置有一个所述隔板。
在一个实施方式中，所述阳极板与直流电源的正极相连，所述阴极板与所述直流电源的负极相连。
在一个实施方式中，所述电氧化反应器还包括端板，所述端板分别设置在所述阴极板远离所述隔板的一侧，所述端板上分别设置有与所述催化反应器的输出端和输入端相连的入口和出口。
在一个实施方式中，所述催化反应器的输出端通过循环泵与所述入口相连。
在一个实施方式中，所述催化反应器中的催化剂为粉末活性炭。
在一个实施方式中，还包括与所述电氧化反应器相连的高盐高有机物废水箱，所述高盐高有机物废水箱通过废水泵箱向所述催化反应器中输入盐高有机物废水。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种采用上述的电催化氧化装置进行电催化氧化的方法，其包括以下步骤：
向电氧化反应器中输入高盐高有机物废水；
向电氧化反应器中通入直流电，废水与阴极板的界面处得到电子发生还原反应放出氢气；
向电氧化反应器中循环添加催化剂，废水与阳极板的界面处发生催化氧化反应，废水得以有效氧化分解。
与现有技术相比，本发明的优点在于：当电氧化反应器通电时，向电氧化反应器中循环输入催化剂，其中的高盐高有机物废水发生氧化还原反应，由于电氧化反应器的输出端与催化反应器的输入端相连，因此反应后的废水被循环输送至催化反应器中进行连续氧化分解最终获得二氧化碳和水，从而使处理后的废水的COD有效降解。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中的电催化氧化装置的结构示意图；
图2是图1所示电氧化反应器的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例中的一种电催化氧化装置的结构示意图；如图1所示，本发明提供一种电催化氧化装置，包括电氧化反应器1、催化反应器2和高盐高有机物废水箱5。电氧化反应器1的输入端和输出端分别与催化反应器2的输出端和输入端相连，催化反应器2用于向电氧化反应器1中循环添加催化剂，使高盐高有机物废水在电氧化反应器1进行循环催化氧化，使高盐高有机物废水得到高效降解。高盐高有机物废水箱5通过废水泵箱6向催化反应器2中输入盐高有机物废水。
电氧化反应器1的输出端和催化反应器2的输入端之间设置有气液分离器7，气液分离器7上设置有排气口71，电氧化反应器1的输出端向催化反应器2中输入液体时，液体先通过气液分离器7以除去混合的氢气，气体由排气口71向外排出，随后液体再输入至催化反应器2，以保证反应正常进行。
进一步地，如图2所示，电氧化反应器1包括阳极板11、阴极板12以及隔板14，阴极板12和隔板14的数量均为两个，两个阴极板12分别设置在阳极板11的两侧，每个阴极板12与阳极板11之间均设置有一个隔板14，换言之，阳极板11的两侧分别对称地设置有一个隔板14以及一个阴极板12。其中，阳极板11与直流电源3的正极相连，阴极板12与直流电源3的负极相连。
电氧化反应器1还包括端板13，端板13分别设置在阴极板12远离隔板14的一侧，换言之，端板13设置在最外侧，端板13的内侧一次设置有阴极板12和隔板14，端板13、阴极板12以及端板14分别关于阳极板11对称设置。端板13上分别设置有与催化反应器2的输出端和输入端相连的入口131和出口132。催化反应器2的输出端通过循环泵4与入口131相连。
当电氧化反应器1与直流电源3连通时，电氧化反应器1中的高盐高有机物废水发生氧化还原反应。具体地，其阴极板12处的溶液得到电子发生还原反应放出氢气，其中氢气经过气液分离器7后与液体分离并被排出至系统外部；其阳极板11处的溶液发生氧化反应，经催化高效产生羟基。进一步地，羟基与催化剂由循环泵4带入催化反应器2中，有机物被羟基氧化分解为二氧化碳和水，从而达到降COD目的。
在一个实施例中，催化反应器2中的催化剂为粉末活性炭。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种电催化氧化方法，其包括以下步骤：
第一步，使电氧化反应器1与高盐高有机物废水箱5相连，通过高盐高有机物废水箱5向电氧化反应器1中输入高盐高有机物废水。
第二步，使电氧化反应器1与直流电源3相连，向电氧化反应器1中通入直流电，废水在阴极板12的界面处得到电子发生还原反应放出氢气。
第三步，通过催化反应器2向电氧化反应器1中循环添加催化剂，废水与阳极板11的界面处发生催化氧化反应，产生的羟基与催化剂被溶液带入催化反应器2进行连续氧化分解，使有机物被羟基氧化分解为二氧化碳和水，从而达到降COD目的。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种电催化氧化装置，其特征在于，包括电氧化反应器(1)和催化反应器(2)，所述电氧化反应器(1)的输入端和输出端分别与所述催化反应器(2)的输出端和输入端相连，所述催化反应器(2)用于向所述电氧化反应器(1)中循环添加催化剂，以提高所述电氧化反应器(1)的电氧化效率，使高盐高有机物废水被降解。
2.根据权利要求1所述的电催化氧化装置，其特征在于，电氧化反应器(1)的输出端和所述催化反应器(2)的输入端之间设置有气液分离器(7)，所述气液分离器(7)上设置有排气口(71)，所述排气口(71)用于分离并排放所述电氧化反应器(1)中产生的氢气。
3.根据权利要求1或2所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述电氧化反应器(1)包括阳极板(11)、阴极板(12)与隔板(14)，所述阴极板(12)和所述隔板(14)的数量均为两个，两个所述阴极板(12)分别设置在所述阳极板(11)的两侧，每个所述阴极板(12)与所述阳极板之间均设置有一个所述隔板(14)。
4.根据权利要求3所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述阳极板(11)与直流电源(3)的正极相连，所述阴极板(12)与所述直流电源(3)的负极相连。
5.根据权利要求3所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述电氧化反应器(1)还包括端板(13)，所述端板(13)分别设置在所述阴极板(12)远离所述隔板(14)的一侧，所述端板(13)上分别设置有与所述催化反应器(2)的输出端和输入端相连的入口(131)和出口(132)。
6.根据权利要求5所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述催化反应器(2)的输出端通过循环泵(4)与所述入口(131)相连。
7.根据权利要求1或2所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述催化反应器(2)中的催化剂为粉末活性炭。
8.根据权利要求1或2所述的电催化氧化装置，其特征在于，还包括与所述电氧化反应器(1)相连的高盐高有机物废水箱(5)，所述高盐高有机物废水箱(5)通过废水泵箱(6)向所述催化反应器(2)中输入盐高有机物废水。
9.一种采用权利要求1-8中任一项所述的电催化氧化装置进行电催化氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
向电氧化反应器(1)中输入高盐高有机物废水；
向电氧化反应器(1)中通入直流电，废水与阴极板(12)的界面处得到电子发生还原反应放出氢气；
向电氧化反应器(1)中添加催化剂，废水与阳极板(11)的界面处发生氧化反应，废水有机物得以有效氧化分解。
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|---|---|---|---|---|
| CN113277668A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-08-20 | 海南合和环境科技有限公司 | 一种集成电催化废水除硬零排放工艺 |
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2019
- 2019-08-07 CN CN201910726008.9A patent/CN110372070A/zh not_active Withdrawn
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