CN110436575A - 去除污染物的电过滤式装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了去除污染物的电过滤式装置及系统，本发明将多孔电催化阳极、三维颗粒电极、多孔电催化阴极三部分结合在一起，电过滤式装置单元由带密封圈的螺纹进料盖、多孔阳极、导电填料、绝缘填料、有机玻璃电解室、多孔阴极、带密封圈的螺纹出料盖组成。此外，电滤式系统包括在上述装置单元上组合成的装置。该装置单元及系统具有操作简单、能耗低、处理效果好等优点，可以广泛应用于工业废水处理、水中微生物消毒灭活、有机废气处理、空气气溶胶处理等环境治理领域。

Description

去除污染物的电过滤式装置及系统
技术领域
本发明涉及电催化、分离净化、废水废气处理、杀菌消毒系统，尤其涉及一种电过滤式的装置单元及系统。
背景技术
对于难生化降解的工业废水而言，电催化氧化技术是一种很有潜力的处理手段。电催化氧化技术通过电流作用下，可在电极表面上产生大量活性物质，对氧化降解水中有机污染物而言，具备反应条件温和、降解高效、无需投加药剂、操作简单等独特优点。此外，专利公开号CN107162123A公开了基于泡沫铜负载纳米线的电极材料，能通过强电场直接作用(尖端放电)及生成的活性氧化物质，达到高效灭活微生物的效果，而且相比传统的紫外消毒、氯消毒、臭氧消毒更加安全(消毒副产物更少)，然而基于纳米线的多孔电极材料一般极不稳定、寿命很短，难以进一步推广使用。
目前，金属氧化物涂层电极是电催化领域中最为广泛使用的电极材料之一，已被广泛应用于各类电化学工业中，但是现阶段主流应用的电化学反应装置普遍存在着传质性能差、能耗高、氧化效率低等制约因素(CN108390070A，CN207748892U，CN108325350A)，一般只能通过强化水流紊动来改变流态，难以从根本上提高污染物分子的传质效率，从而限制了其工业推广前景。另一方面，近年来已有一些专利(CN108585123A，CN106995229A，CN107840441A)公开了基于多孔钛材料的电化学过滤反应装置的开发，但受限于现有工艺合成的泡沫钛基材厚度，装置效率无法进一步得到提升，且应用领域只能适用于高盐度污水该类特种废水，无法拓宽对VOCs废气及生物气溶胶等大气污染领域的应用。
发明内容
本发明目的在于克服己有技术的不足，提供一种去除污染物的电过滤装置，将多孔电催化阳极、三维颗粒电极、多孔电催化阴极三部分结合在一起，提供一种高效电过滤的反应装置单元及系统，不仅可以改善流体的传质效率和电流效率，还可以进一步提高降解效率，节省能耗，从而适用对有机废气、有机废水、生物气溶胶等多类环境污染物的治理。
本发明所采用的技术方案是：
去除污染物的电过滤式装置，包括一个有机玻璃电解室，所述的有机玻璃电解室为一个环形柱体，在所述的环形柱体内壁中间圆周方向上设置有环形定位凸台，所述的环形定位凸台上开有导线通道，在定位凸台上下两侧的环形柱体内壁上均设置有螺纹形成上螺纹孔和下螺纹孔，在所述的定位凸台顶面上支撑设置有负载金属氧化物的多孔阳极，所述的多孔阳极的边缘通过一个下部与所述的上螺纹孔螺纹配合的螺纹进料盖压紧设置在定位凸台顶面上，所述多孔阳极通过穿过导线通道的正极导线与外接电源正极相连；多孔阴极通过一个上部与所述的下螺纹孔螺纹配合的螺纹出料盖压紧设置在定位凸台底面上，所述多孔阴极通过穿过导线通道的负极导线与外接电源负极相连，所述的螺纹进料盖与有机玻璃电解室的顶壁之间以及螺纹出料盖与有机玻璃电解室底壁之间设置有密封圈，在所述的螺纹进料盖中间从上至下依次开有进料口和进料通道，在所述的螺纹出料盖中间从上至下依次开有出料通道和出料口，在所述的环形定位凸台的中间孔内填充有导电填料颗粒和绝缘填料颗粒。
电过滤式系统，包括并联设置的两段电过滤式装置每段电过滤装置采用两个电过滤式装置串联连接，两个串联设置的电过滤式装置中上部的电过滤式装置的出料口连接下部的电过滤式装置的进料口，下部的电过滤式装置的出料口与出料槽通过第二路管线相连相连通；所述的出料槽的排放口与装有排放阀的排放管线相连，所述的出料槽的送料口通过装有第二增压泵的第三路管线与进料槽底部的回料口连通；所述的进料槽的一个上部出口通过第一路管线依次连接第一增压泵、流量调节阀、压力表、第一流量计以及并联设置的两段电过滤式装置中上部的电过滤式装置的进料口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的装置单元及系统降解效率高、无二次污染、材料孔隙不易堵塞。
2.本发明装置单元所用的电催化阳极材料有纳米结构的中间层，增强了基体与负载活性催化层间的结合，可以减缓活性层的流失，提高了系统的运行稳定性。
3.本发明装置单元的阳极及颗粒电极均可产生羟基自由基等活性氧化物种，相比单一的电过滤式反应器具有更加优良的有机物降解效果，多孔阴极可产生过氧化氢等活性氧化物种，具有灭菌效果，这些功能材料能共同耦合实现有机污染物的降解与灭活微生物。
4.本发明装置系统在电极间填充导电填料和绝缘填料，有助于提高装置的传质效率及电流效率，使其应用领域大大拓宽，可应用于废气气溶胶处理、杀菌消毒等领域。
附图说明
图1为本发明中电过滤式装置的结构示意图；
图2为图1电过滤装置的剖面图；
图3为两级串联-两级并联式电过滤系统的结构示意图；
图4为电过滤单元的阳极区结构图；
图5为电过滤单元填料层分布结构图；
图6为电过滤单元的阴极区结构图；
图7为电过滤式装置效果图；
图8为电过滤式装置与传统装置能耗对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以说明。
如附图1～2所示的去除污染物的电过滤式装置，包括一个有机玻璃电解室5，所述的有机玻璃电解室5为一个环形柱体，在所述的环形柱体内壁中间圆周方向上设置有环形定位凸台，所述的环形定位凸台上开有导线通道，在定位凸台上下两侧的环形柱体内壁上均设置有螺纹形成上螺纹孔和下螺纹孔，在所述的定位凸台顶面上支撑设置有负载金属氧化物的多孔阳极2，所述的多孔阳极2的边缘通过一个下部与所述的上螺纹孔螺纹配合的螺纹进料盖1压紧设置在定位凸台顶面上，所述多孔阳极2通过穿过导线通道的正极导线与外接电源正极相连；多孔阴极6通过一个上部与所述的下螺纹孔螺纹配合的螺纹出料盖7压紧设置在定位凸台底面上，所述多孔阴极6通过穿过导线通道的负极导线与外接电源负极相连。所述的螺纹进料盖1与有机玻璃电解室5的顶壁之间以及螺纹出料盖7与有机玻璃电解室5底壁之间设置有密封圈。在所述的螺纹进料盖1中间从上至下依次开有进料口和进料通道，在所述的螺纹出料盖7中间从上至下依次开有出料通道和出料口。在所述的环形定位凸台的中间孔内填充有导电填料颗粒3和绝缘填料颗粒4，导电填料与绝缘填料之间的填充体积比例优选1:1～5:1。
所述的进料口和进料通道可以构成倒漏斗形。
所述的出料通道和出料口可以构成漏斗形。
其中所述的多孔阳极优选的为多孔钛基催化材料，多孔阳极的过滤精度优选30～50μm，多孔阳极的厚度优选1～3mm。
其中所述的多孔阳极还可选择多孔炭基催化材料。
其中所述的导电填料颗粒可选择以活性炭、泡沫钛、γ-Al2O3、导电陶瓷等作为基体，负载含PbO2、SnO2、RuO2、MnO2、IrO2、Sb2O3、Sb2O5、Bi2O3等过渡金属氧化物或上述多种过渡金属氧化物组成的复合金属氧化物。
优选的多孔钛基催化材料制备方法为：
第一步，用2000目的砂纸对多孔钛基体进行打磨处理直至表面光滑发亮，然后用质量分数为30～50％的NaOH清洗多孔钛基体表面的油污，最后用体积分别比为6:1:1的H2O:盐酸:H2O2组成的混合溶液洗脱多孔钛基体表面的离子，所述的混合溶液中盐酸的质量百分比浓度为37wt.％，H2O2的质量百分比浓度为30wt.％。
第二步，采用阳极氧化法在多孔钛基体上原位生长二氧化钛纳米管中间层：
(1)按如下组成质量百分比浓度配置第一混合溶液：NH4F 0.25～0.5％、H2O 2.5～5％，余量为乙二醇；然后将多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第一混合溶液作为电解液组成电解池，在25～45V电源电压条件下氧化多孔钛基体3～6h；
(2)按如下组成质量百分比浓度配置第二混合溶液：H3PO4 3～5％，乙二醇95-97％；然后将经过步骤(1)处理的多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第二混合溶液作为电解液组成电解池，在25～45V电源电压条件下氧化多孔钛基体0.5～1h；
(3)将经过步骤(2)处理的多孔钛基体作为阴极，铂电极作为阳极，1mol/L的高氯酸钠溶液作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为5～10mA/cm2，将多孔钛基体阴极化5～15min得到具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体。
第三步，具体过程为：
(1)分别配置沉积液A和沉积液B；
所述的沉积液A由摩尔浓度为0.01～0.02mol/L的SbCl3和摩尔浓度为0.05mol/L的柠檬酸组成；所述的沉积液B由摩尔浓度为0.1～0.15mol/L的SnCl4·5H2O和摩尔浓度为0.05mol/L的盐酸组成；
(2)将第二步中具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体材料作为工作阴极，铂电极为对电极，沉积液A作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为5～10mA/cm2，将多孔钛基体材料在沉积液A中沉积30～60s；然后以沉积液B为电解液，控制多孔钛基体表面电流密度为10～20mA/cm2，在沉积液B中沉积10～20min；
(3)重复第三步中的步骤(2)使得沉积圈数2～5次，沉积完毕后放置于升温至450～550℃的马弗炉中焙烧3～6h得到多孔钛基催化材料。
所述的绝缘填料颗粒可选择石英砂、陶粒等无机基材，也可选择聚乙烯、聚碳酸酯等高分子聚合物材料。
所述的多孔阴极优选石墨毡等能产生过氧化氢的阴极材料。
所述的外接电源的电压调节范围为0～20V，电流调节范围为0～2A。
所述的多孔阳极与多孔阴极之间的距离为0.5～3cm。
所述电过滤式装置，除了废水处理领域以外，还可应用于在废气及生物气溶胶、饮用水消毒等环境治理领域。
所述电过滤装置，其运行模式为流体从进料盖1的进料口渗透进入有机玻璃电解室5里环形凸台间多孔阳极2、导电填料颗粒3、绝缘填料颗粒4、多孔阴极6，并由出料盖7的出料口流出。
一种采用电过滤式装置的电过滤式系统(如图3所示)，包括并联设置的两段电过滤式装置13，每段电过滤装置13采用两个电过滤式装置(如图1-2所示)串联连接，两个串联设置的电过滤式装置中上部的电过滤式装置的出料口连接下部的电过滤式装置的进料口，下部的电过滤式装置的出料口与出料槽15通过第二路管线相连相连通。所述的出料槽15的排放口与装有排放阀14的排放管线相连，所述的出料槽15的送料口通过装有第二增压泵9-2的第三路管线与进料槽8底部的回料口连通。所述的进料槽8的一个上部出口通过第一路管线依次连接第一增压泵9-1、流量调节阀10、压力表11、第一流量计12以及并联设置的两段电过滤式装置13中上部的电过滤式装置13的进料口。
含污染物的流体介质经并联设置的两段电过滤式装置13处理后，其出料槽15出口检测的污染物若达到排放标准，即可由排放阀14排放，若未达到排放标准，则出料槽15由第三路管线连接第二增压泵9-2循环回流至进料槽8。
本系统的操作方法为增压泵的流量范围调节为1～10L/min,每个电过滤装置单元运行过程中相应的稳压电源的电压调节范围为0～20V，电流调节范围为0～2A。根据具体污染物的去除目标及实际处理量的规模，结合反应器参数，设计具体的串联工艺级数与并联工艺级数。
实施例1
采用图3所示的装置，其中每个电过滤装置中导电填料与绝缘填料之间的填充比为1:1，其中所述的多孔阳极为多孔钛基催化材料，多孔阳极的过滤精度30μm，多孔阳极的厚度1mm。导电填料颗粒选择活性炭为基体，负载含PbO2过渡金属氧化物(具体制备条件可参考专利CN201710480493.7)。所述的绝缘填料颗粒选择石英砂；所述的多孔阴极材料选择石墨毡；所述的多孔阳极与多孔阴极之间的距离为0.5cm。
多孔钛基催化材料制备方法为：
第一步，用2000目的砂纸对多孔钛基体进行打磨处理直至表面光滑发亮，然后用质量分数为30％的NaOH清洗多孔钛基体表面的油污，最后用体积分别比为6:1:1的H2O:盐酸:H2O2组成的混合溶液洗脱多孔钛基体表面的离子，所述的混合溶液中盐酸的质量百分比浓度为37wt.％，H2O2的质量百分比浓度为30wt.％。
第二步，采用阳极氧化法在多孔钛基体上原位生长二氧化钛纳米管中间层：
(1)按如下组成质量百分比浓度配置第一混合溶液：NH4F 0.25％、H2O 5％，余量为乙二醇；然后将多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第一混合溶液作为电解液组成电解池，在25V电源电压条件下氧化多孔钛基体6h；
(2)按如下组成质量百分比浓度配置第二混合溶液：H3PO4 5％，乙二醇95％；然后将经过步骤(1)处理的多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第二混合溶液作为电解液组成电解池，在25V电源电压条件下氧化多孔钛基体1h；
(3)将经过步骤(2)处理的多孔钛基体作为阴极，铂电极作为阳极，1mol/L的高氯酸钠溶液作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为10mA/cm2，将多孔钛基体阴极化5min得到具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体。
第三步，具体过程为：
(1)分别配置沉积液A和沉积液B；
所述的沉积液A由摩尔浓度为0.01mol/L的SbCl3和摩尔浓度为0.05mol/L的柠檬酸组成；所述的沉积液B由摩尔浓度为0.15mol/L的SnCl4·5H2O和摩尔浓度为0.05mol/L的盐酸组成；
(2)将第二步中具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体材料作为工作阴极，铂电极为对电极，沉积液A作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为8mA/cm2，将多孔钛基体材料在沉积液A中沉积40s；然后以沉积液B为电解液，控制多孔钛基体表面电流密度为15mA/cm2，在沉积液B中沉积15min；
(3)重复第三步中的步骤(2)使得沉积圈数3次，沉积完毕后放置于升温至500℃的马弗炉中焙烧4h得到多孔钛基催化材料。
把100mg/L的甲基异噻唑啉酮(500mL)置于图3所示进料槽8中，添加摩尔浓度0.5mM的硫酸钠为支持电解质，装置组件中的电极宏观表面积为10cm2,装置运行的电流密度对应为10mA/cm2，12min后降解效果即可达到90％以上，能耗为0.89千瓦时/立方米，反应速率常数对比传统平板电化学装置提升了20倍以上(0.245min-1/0.012min-1)，能耗降低了10倍以上(如图7、8所示)。
实施例2
按实施例1所述的反应装置。其中每个电过滤装置中导电填料与绝缘填料之间的填充比为3:1，其中所述的多孔阳极为多孔钛基催化材料，多孔阳极的过滤精度40μm，多孔阳极的厚度2mm。导电填料颗粒选择泡沫钛作为基体，负载含SnO2和RuO2过渡金属氧化物组成的复合金属氧化物。
绝缘填料颗粒选择聚乙烯；所述的多孔阴极材料选择石墨毡；所述的多孔阳极与多孔阴极之间的距离为3cm。
多孔钛基催化材料制备方法为：
第一步，用2000目的砂纸对多孔钛基体进行打磨处理直至表面光滑发亮，然后用质量分数为50％的NaOH清洗多孔钛基体表面的油污，最后用体积分别比为6:1:1的H2O:盐酸:H2O2组成的混合溶液洗脱多孔钛基体表面的离子，所述的混合溶液中盐酸的质量百分比浓度为37wt.％，H2O2的质量百分比浓度为30wt.％。
第二步，采用阳极氧化法在多孔钛基体上原位生长二氧化钛纳米管中间层：
(1)按如下组成质量百分比浓度配置第一混合溶液：NH4F 0.5％、H2O 2.5％，余量为乙二醇；然后将多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第一混合溶液作为电解液组成电解池，在45V电源电压条件下氧化多孔钛基体3h；
(2)按如下组成质量百分比浓度配置第二混合溶液：H3PO4 3％，乙二醇97％；然后将经过步骤(1)处理的多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第二混合溶液作为电解液组成电解池，在,30V电源电压条件下氧化多孔钛基体0.8h；
(3)将经过步骤(2)处理的多孔钛基体作为阴极，铂电极作为阳极，1mol/L的高氯酸钠溶液作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为5mA/cm2，将多孔钛基体阴极化15min得到具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体。
第三步，具体过程为：
(1)分别配置沉积液A和沉积液B；
所述的沉积液A由摩尔浓度为0.02mol/L的SbCl3和摩尔浓度为0.05mol/L的柠檬酸组成；所述的沉积液B由摩尔浓度为0.1mol/L的SnCl4·5H2O和摩尔浓度为0.05mol/L的盐酸组成；
(2)将第二步中具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体材料作为工作阴极，铂电极为对电极，沉积液A作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为10mA/cm2，将多孔钛基体材料在沉积液A中沉积60s；然后以沉积液B为电解液，控制多孔钛基体表面电流密度为20mA/cm2，在沉积液B中沉积20min；
(3)重复第三步中的步骤(2)使得沉积圈数5次，沉积完毕后放置于升温至550℃的马弗炉中焙烧6h得到多孔钛基催化材料。采用实施例1中相应操作条件，装置组件中的电极宏观表面积为10cm2,装置运行的电流密度对应为10mA/cm2，添加摩尔浓度0.5mM L-1的氯化钠作为支持电解质，处理初始浓度为106.8 CFU/mL左右的大肠杆菌悬浮液(大肠埃希氏菌CMCC1.3373)，将所述大肠杆菌生物悬浮液通过进料盖1通入到所述电过滤装置内，在所述反应装置中停留时间为20s的条件下，出口的大肠杆菌生物悬浮液浓度为101.9 CFU/m3左右，灭活率可达4.9-lg，在所述反应装置中停留时间为10s的条件下，出口的大肠杆菌生物气溶胶浓度为103.0 CFU/m3左右，灭活率可达3.8-lg。(灭活率＝lgC/C0，其中C为出口处的浓度，C0为入口处的浓度)
实施例3
按实施例1所述的反应装置。其中每个电过滤装置中导电填料与绝缘填料之间的填充比为5:1，其中所述的多孔阳极为多孔钛基催化材料，多孔阳极的过滤精度50μm，多孔阳极的厚度3mm。导电填料颗粒选择泡沫钛作为基体，负载含SnO和RuO2过渡金属氧化物组成的复合金属氧化物。
绝缘填料颗粒选择聚乙烯；所述的多孔阴极材料选择石墨毡；所述的多孔阳极与多孔阴极之间的距离为1.5cm。
多孔钛基催化材料制备方法为：
第一步，用2000目的砂纸对多孔钛基体进行打磨处理直至表面光滑发亮，然后用质量分数为40％的NaOH清洗多孔钛基体表面的油污，最后用体积分别比为6:1:1的H2O:盐酸:H2O2组成的混合溶液洗脱多孔钛基体表面的离子，所述的混合溶液中盐酸的质量百分比浓度为37wt.％，H2O2的质量百分比浓度为30wt.％。
第二步，采用阳极氧化法在多孔钛基体上原位生长二氧化钛纳米管中间层：
(1)按如下组成质量百分比浓度配置第一混合溶液：NH4F 0.35％、H2O 3％，余量为乙二醇；然后将多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第一混合溶液作为电解液组成电解池，在30V电源电压条件下氧化多孔钛基体5h；
(2)按如下组成质量百分比浓度配置第二混合溶液：H3PO4 4％，乙二醇96％；然后将经过步骤(1)处理的多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第二混合溶液作为电解液组成电解池，在45V电源电压条件下氧化多孔钛基体0.5h；
(3)将经过步骤(2)处理的多孔钛基体作为阴极，铂电极作为阳极，1mol/L的高氯酸钠溶液作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为8mA/cm2，将多孔钛基体阴极化10min得到具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体。
第三步，具体过程为：
(1)分别配置沉积液A和沉积液B；
所述的沉积液A由摩尔浓度为0.015mol/L的SbCl3和摩尔浓度为0.05mol/L的柠檬酸组成；所述的沉积液B由摩尔浓度为0.12mol/L的SnCl4·5H2O和摩尔浓度为0.05mol/L的盐酸组成；
(2)将第二步中具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体材料作为工作阴极，铂电极为对电极，沉积液A作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为5mA/cm2，将多孔钛基体材料在沉积液A中沉积30s；然后以沉积液B为电解液，控制多孔钛基体表面电流密度为10mA/cm2，在沉积液B中沉积10min；
(3)重复第三步中的步骤(2)使得沉积圈数2次，沉积完毕后放置于升温至450℃的马弗炉中焙烧3h得到多孔钛基催化材料。
采用实施例1中相应操作条件，装置组件中的电极宏观表面积为10cm2,装置运行的电流密度对应为10mA/cm2，处理初始浓度为106.5 CFU/m3左右的枯草芽孢杆菌生物气溶胶(枯草芽孢杆菌CMCC1.4255)，在实施例1中所述反应装置中停留时间为20s的条件下，出口的枯草芽孢杆菌生物气溶胶浓度为101.7 CFU/m3左右，灭活率可达3.8-lg，在所述装置中停留时间为30s的条件下，出口的枯草芽孢杆菌生物气溶胶浓度为103.2CFU/m3左右，灭活率可达3.3-lg。

Claims (8)

1.去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：包括一个有机玻璃电解室，所述的有机玻璃电解室为一个环形柱体，在所述的环形柱体内壁中间圆周方向上设置有环形定位凸台，所述的环形定位凸台上开有导线通道，在定位凸台上下两侧的环形柱体内壁上均设置有螺纹形成上螺纹孔和下螺纹孔，在所述的定位凸台顶面上支撑设置有负载金属氧化物的多孔阳极，所述的多孔阳极的边缘通过一个下部与所述的上螺纹孔螺纹配合的螺纹进料盖压紧设置在定位凸台顶面上，所述多孔阳极通过穿过导线通道的正极导线与外接电源正极相连；多孔阴极通过一个上部与所述的下螺纹孔螺纹配合的螺纹出料盖压紧设置在定位凸台底面上，所述多孔阴极通过穿过导线通道的负极导线与外接电源负极相连，所述的螺纹进料盖与有机玻璃电解室的顶壁之间以及螺纹出料盖与有机玻璃电解室底壁之间设置有密封圈，在所述的螺纹进料盖中间从上至下依次开有进料口和进料通道，在所述的螺纹出料盖中间从上至下依次开有出料通道和出料口，在所述的环形定位凸台的中间孔内填充有导电填料颗粒和绝缘填料颗粒。
2.根据权利要求1所述的去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：多孔钛基催化材料制备方法为：
第一步，用2000目的砂纸对多孔钛基体进行打磨处理直至表面光滑发亮，然后用质量分数为30～50％的NaOH清洗多孔钛基体表面的油污，最后用体积分别比为6:1:1的H2O:盐酸:H2O2组成的混合溶液洗脱多孔钛基体表面的离子，所述的混合溶液中盐酸的质量百分比浓度为37 wt.％，H2O2的质量百分比浓度为30 wt.％；
第二步，采用阳极氧化法在多孔钛基体上原位生长二氧化钛纳米管中间层：
(1)按如下组成质量百分比浓度配置第一混合溶液：NH4F 0.25～0.5％、H2O 2.5～5％，余量为乙二醇；然后将多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第一混合溶液作为电解液组成电解池，在25～45V电源电压条件下氧化多孔钛基体3～6h；
(2)按如下组成质量百分比浓度配置第二混合溶液：H3PO4 3～5％，乙二醇95-97％；然后将经过步骤(1)处理的多孔钛基体作为阳极，铂电极作为阴极，第二混合溶液作为电解液组成电解池，在25～45V电源电压条件下氧化多孔钛基体0.5～1h；
(3)将经过步骤(2)处理的多孔钛基体作为阴极，铂电极作为阳极，1mol/L的高氯酸钠溶液作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为5～10mA/cm2，将多孔钛基体阴极化5～15 min得到具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体；
第三步，具体过程为：
(1)分别配置沉积液A和沉积液B；
所述的沉积液A由摩尔浓度为0.01～0.02 mol/L的SbCl3和摩尔浓度为0.05mol/L的柠檬酸组成；所述的沉积液B由摩尔浓度为0.01～0.15 mol/L的SnCl4·5H2O和摩尔浓度为0.05mol/L的盐酸组成；
(2)将第二步中具有二氧化钛纳米管中间层的多孔钛基体材料作为工作阴极，铂电极为对电极，沉积液A作为电解液组成电解池，控制多孔钛基体表面电流密度为5～10mA/cm2，将多孔钛基体材料在沉积液A中沉积30～60s；然后以沉积液B为电解液，控制多孔钛基体表面电流密度为10～20 mA/cm2，在沉积液B中沉积10～20min；
(3)重复第三步中的步骤(2)使得沉积圈数2～5次，沉积完毕后放置于升温至450～550℃的马弗炉中焙烧3～6 h得到多孔钛基催化材料。
3.根据权利要求1或者2所述的去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：所述的绝缘填料颗粒选择石英砂、陶粒、聚乙烯或者聚碳酸酯。
4.根据权利要求1或者2所述的去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：所述的多孔阴极的材料选择石墨毡。
5.根据权利要求1或者2所述的去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：所述的多孔阳极材料选用多孔钛基催化材料，多孔阳极的过滤精度为30～50μm，多孔阳极的厚度为1～3mm。
6.根据权利要求5所述的去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：所述的多孔阳极与多孔阴极之间的距离为0.5～3cm。
7.根据权利要求1或者2所述的去除污染物的电过滤式装置，其特征在于：导电填料与绝缘填料之间的填充体积比例为1:1～5:1。
8.采用权利要求1-7之一所述的电过滤式装置的电过滤式系统，其特征在于：包括并联设置的两段电过滤式装置每段电过滤装置采用两个电过滤式装置串联连接，两个串联设置的电过滤式装置中上部的电过滤式装置的出料口连接下部的电过滤式装置的进料口，下部的电过滤式装置的出料口与出料槽通过第二路管线相连相连通；所述的出料槽的排放口与装有排放阀的排放管线相连，所述的出料槽的送料口通过装有第二增压泵的第三路管线与进料槽底部的回料口连通；所述的进料槽的一个上部出口通过第一路管线依次连接第一增压泵、流量调节阀、压力表、第一流量计以及并联设置的两段电过滤式装置中上部的电过滤式装置的进料口。
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