CN114380363B - 一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组及其制作方法，解决了现有硅基硼掺杂金刚石电极密封难度大难以批量制作的技术问题。包括设置于两端的第一阳极模块、并排设置于两个第一阳极模块之间的至少一个第二阳极模块及阴极模块，阴极模块密封设置在第一阳极模块和与其相邻的第二阳极模块之间及相邻两个第二阳极模块之间；在第一阳极模块、第二阳极模块及阴极模块上均对应设有螺栓孔，并使螺栓穿过螺栓孔将位于端部的第一阳极模块、位于中间的至少一个第二阳极模块及位于第一阳极模块与第二阳极模块及相邻两个第二阳极模块之间的阴极模块进行固定以形成整体式污水处理模组。本发明可采用模块化设计制作，结构紧凑，密封性好，可批量制作。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组及其制作方法。
背景技术
随着石油化工、医药、农药和燃料工业的迅速发展，工业废水中难降解有机化合物的数量和种类与日俱增。特别是含有高浓度的芳香族化合物，如：酚类，属“三致”物质，毒性很大，用一般生物降解方法难以直接去除，因此需要辅助以电化学技术。电化学技术是目前工业上广泛应用的一种水处理技术，其中尤以电化学催化氧化技术较为常见。电化学氧化技术主要通过阳极产生的强氧化活性自由基氧化水中污染物，氧化能力强、处理效果好、能量效率高，且处理过程不会产生二次污染。电化学氧化的氧化效率主要取决于阳性材料的选择。金刚石是一种具有独特物理化学性能的材料，不易与酸碱盐发生反应，并且具有良好的化学稳定性。近年来，研究学者将其应用于电化学降解有机污水等领域，发现金刚石电极电化学性质优异，具有很宽的电势窗口和极低的背景电流。通过硼掺杂可使金刚石变为半导体或具有金属性质的导体，从而为其在电极领域的应用奠定基础。与传统电极相比，掺硼金刚石电极（BDD）电极具有窗口宽、背景电流小、电化学稳定性好、机械性能好、耐腐蚀性强、导电性好等诸多优势，硼掺杂金刚石电极在水处理中的应用非常广泛，尤其是对生化处理法难以去除的难降解有机污染物，采用硼掺杂金刚石电极处理往往能实现彻底矿化。这是因为硼掺杂金刚石电极能够与水发生作用，在电极表面产生大量的羟基自由基，且羟基自由基仅通过微弱物理吸附作用吸附于电极表面，因此，可以依靠羟基自由基直接氧化水中的有机污染物，由于羟基自由基的氧化性极强，因此水中有机物可被彻底矿化为CO2和H2O，实现污染物的彻底去除。因此硼掺杂金刚石电极在电化学氧化处理污水领域有着很好的前景。
然而本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：目前较为成熟的掺硼金刚石电极是在硅基片上异质外延生长硼掺杂金刚石薄膜，但是由于硅片硬度大脆性高，在制作成反应器时密封难度大、容易破碎，难以大规模的应用在工业有机废水的降解处理上。因此，如何设计一种基于硼掺杂金刚石电极的污水处理装置，是当前需要解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组及其制作方法，以解决现有技术中存在的硅基硼掺杂金刚石电极密封难度大，难以批量制作的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组，包括：设置于污水处理模组两端的第一阳极模块、并排设置于两个所述第一阳极模块之间的至少一个第二阳极模块以及阴极模块，其中，所述阴极模块密封设置在所述第一阳极模块和与其相邻的所述第二阳极模块之间以及相邻两个所述第二阳极模块之间；
在所述第一阳极模块、所述第二阳极模块以及所述阴极模块上均对应设有螺栓孔，并使螺栓穿过所述螺栓孔将位于端部的所述第一阳极模块、位于中间的至少一个所述第二阳极模块以及位于所述第一阳极模块与所述第二阳极模块以及相邻两个所述第二阳极模块之间的所述阴极模块进行固定以形成整体式污水处理模组。
根据一种优选实施方式，所述第一阳极模块包括第一树脂模块和第一硼掺杂金刚石电极片，其中，所述第一硼掺杂金刚石电极片内嵌于所述第一树脂模块的表面，并使所述第一硼掺杂金刚石电极片的镀膜表面与所述第一树脂模块的表面保持齐平；
在所述第一树脂模块的内部且位于所述第一硼掺杂金刚石电极片未镀膜表面粘贴有第一电极引线接头，在所述第一电极引线接头上固定连接有直线型导线，所述直线型导线的另一端经所述第一树脂模块延伸至外部。
根据一种优选实施方式，在所述第一阳极模块上还设有进出水口以及与所述进出水口相连通的第一流通通道，所述进出水口设置在所述第一树脂模块远离所述第一硼掺杂金刚石电极片的表面，所述第一流通通道的一侧与所述进出水口相连通，另一侧延伸至所述第一树脂模块与所述第一硼掺杂金刚石电极片的镀膜表面同侧的表面，所述第一流通通道呈弧形设置。
根据一种优选实施方式，在所述第一树脂模块且与所述第一硼掺杂金刚石电极片的镀膜表面同侧的表面上设有第一密封槽，所述第一密封槽为环形凹槽；在所述第一密封槽内设有密封圈；所述第一密封槽设置于所述螺栓孔的内侧，且所述第一流通通道设置在所述第一密封槽的内侧。
根据一种优选实施方式，所述阴极模块包括阴极片以及围绕所述阴极片的外周边缘设置的第二树脂模块，所述阴极片的外周边缘嵌入所述第二树脂模块内部设置，且所述阴极片的两侧表面高度低于所述第二树脂模块的两侧表面高度。
根据一种优选实施方式，所述阴极模块的螺栓孔设置在所述第二树脂模块上且位于所述阴极片的外周边缘的外侧，在所述阴极片的左右两端且靠近所述第二树脂模块的边缘处均设有第二流通通道；所述第二流通通道呈弧形且贯通所述阴极片设置。
根据一种优选实施方式，所述第二阳极模块包括第三树脂模块以及内嵌于所述第三树脂模块两侧表面的第二硼掺杂金刚石电极片，并使所述第二硼掺杂金刚石电极片的镀膜表面与所述第三树脂模块的表面保持齐平，在所述第三树脂模块的内部且位于两个所述第二硼掺杂金刚石电极片未镀膜表面均粘结有第二电极引线接头，所述第二电极引线接头固定连接L型导线的短边。
根据一种优选实施方式，在所述第三树脂模块的两侧表面上设有第二密封槽，所述第二密封槽位于所述第二阳极模块的螺栓孔的内侧，所述第二密封槽为环形凹槽，在所述第二密封槽的内侧且位于所述第三树脂模块的一端或左右两端设有贯通所述第三树脂模块的第三流通通道，所述第三流通通道呈弧形设置。
根据一种优选实施方式，所述第一阳极模块、所述第二阳极模块以及阴极模块为直径相一致的圆柱形结构；所述第一阳极模块的第一流通通道、所述阴极模块的第二流通通道以及第二阳极模块的第三流通通道的位置相对应。
本发明还提供了一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组的制作方法，包括如下步骤：分别制作第一阳极模块、阴极模块和至少一个第二阳极模块；将所述第一阳极模块放置于两端，所述至少一个第二阳极模块放置于两个所述第一阳极模块之间，并在所述第一阳极模块和与其相邻的第二阳极模块之间以及相邻的两个第二阳极模块之间通过密封圈密封设置所述阴极模块；采用螺栓穿过第一阳极模块、阴极模块和第二阳极模块上的螺栓孔将位于端部的所述第一阳极模块、位于中间的至少一个所述第二阳极模块以及位于所述第一阳极模块与所述第二阳极模块以及相邻两个所述第二阳极模块之间的所述阴极模块进行固定以组装形成整体式污水处理模组。
根据一种优选实施方式，所述第一阳极模块的制作步骤包括：将第一电极引线接头的端面均匀涂抹液态银胶，然后将银胶面粘贴在第一硼掺杂金刚石电极片的未镀膜表面并压紧，静置3~6小时至银胶完全固化；将直线型导线的一端插入所述第一电极引线接头的另一端，并通过紧定螺钉将直线型导线与第一电极引线接头进行固定，然后将第一硼掺杂金刚石电极片、第一电极引线接头、紧定螺钉以及直线型导线放置于金属模具中，并将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出第一阳极模块；
将第一阳极模块的进出水口以及第一流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成第一阳极模块的制作。
根据一种优选实施方式，所述阴极模块的制作步骤包括：将阴极片放入金属模具中，将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出阴极模块；
将阴极模块的第二流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成阴极模块的制作。
根据一种优选实施方式，所述第二阳极模块的制作步骤包括：在第二电极引线接头的端面均匀涂抹液态银胶，然后将银胶面粘贴在第二硼掺杂金刚石电极片未镀膜表面并压紧，静置3~6小时至银胶完全固化；
将L型导线的短边插入第二电极引线接头的另一端，并用紧定螺钉将L型导线与第二电极引线接头固定，然后将两个第二硼掺杂金刚石电极片、第二电极引线接头、紧定螺钉和L型导线放入金属模具中，将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出第二阳极模块；
将第二阳极模块的第三流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成第二阳极模块的制作。
基于上述技术方案，本发明的一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组及其制作方法至少具有如下技术效果：
本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组包括设置于污水处理模组两端的第一阳极模块、并排设置于两个第一阳极模块之间的至少一个第二阳极模块以及阴极模块，其中，阴极模块密封设置在第一阳极模块和与其相邻的第二阳极模块之间以及相邻两个第二阳极模块之间；在第一阳极模块、第二阳极模块以及阴极模块上均对应设有螺栓孔，并使螺栓穿过螺栓孔将位于端部的第一阳极模块、位于中间的至少一个第二阳极模块以及位于第一阳极模块与第二阳极模块以及相邻两个第二阳极模块之间的阴极模块进行固定以形成整体式污水处理模组。本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组中的第一阳极模块、第二阳极模块和阴极模块均可采用模块化设计制作，使得整个污水处理模组结构紧凑，密封性好，可批量化制作，成本低。同时本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组是由阳极模块和阴极模块交替并排叠加组成，能够形成多对阴阳对电极，因此处理有机污水氧化效率高，处理量大，能够满足工业化有机污水处理的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组的结构示意图；
图2是图1中第一阳极模块的侧视图；
图3是图2中第一阳极模块在A向和B向上的视图；
图4是图1中阴极模块的侧视图；
图5是图4中阴极模块在A向上的视图；
图6是图1中第二阳极模块的侧视图；
图7是图6中第二阳极模块在A向上的视图。
图中：1-螺栓；2-第一阳极模块；3-阴极模块；4-第二阳极模块；5-密封圈；6-螺栓孔；21-第一树脂模块；22-第一硼掺杂金刚石电极片；23-第一电极引线接头；24-紧定螺钉；25-直线型导线；26-进出水口；27-第一流通通道；28-第一密封槽；31-第二树脂模块；32-阴极片；33-第二流通通道；41-第三树脂模块；42-第二硼掺杂金刚石电极片；43-第二电极引线接头；45-L型导线；46-第二密封槽；47-第三流通通道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组，包括：设置于污水处理模组两端的第一阳极模块2、并排设置于两个第一阳极模块2之间的至少一个第二阳极模块4以及阴极模块3。其中，阴极模块3密封设置在第一阳极模块2和与其相邻的第二阳极模块4之间以及相邻两个第二阳极模块4之间；在第一阳极模块2、第二阳极模块4以及阴极模块3上均对应设有螺栓孔6，并使螺栓1穿过螺栓孔6将位于端部的第一阳极模块2、位于中间的至少一个第二阳极模块4以及位于第一阳极模块2与第二阳极模块4以及相邻两个第二阳极模块4之间的阴极模块3进行固定以形成整体式污水处理模组。本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组中的第一阳极模块、第二阳极模块和阴极模块均可采用模块化设计制作，使得整个污水处理模组结构紧凑，密封性好。同时本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组是由阳极模块和阴极模块交替并排叠加组成，能够形成多对阴阳对电极，因此处理有机污水氧化效率高，处理量大，能够满足工业化有机污水处理的需求。
进一步优选的，如图2和图3所示，第一阳极模块2包括第一树脂模块21和第一硼掺杂金刚石电极片22，其中，第一硼掺杂金刚石电极片22内嵌于第一树脂模块21的表面，并使第一硼掺杂金刚石电极片22的镀膜表面与第一树脂模块21的表面保持齐平。优选的，第一树脂模块21形成为圆柱形结构，第一硼掺杂金刚石电极片22设置在第一树脂模块21的中心位置。优选的，第一硼掺杂金刚石电极片22为圆柱形，基底材料为圆柱形低阻硅片，厚度为1~2mm，接触污水面生长硼掺杂金刚石薄膜。本申请的硼掺硼金刚石电导率<l0-1Ω·cm、载流子浓度≥1019cm-3、析氧电位≥2V、涂层厚度2-8微米。优选的，继续参考图2，在第一树脂模块21的内部且位于第一硼掺杂金刚石电极片22未镀膜表面粘贴有第一电极引线接头23。第一电极引线接头23固定连接直线型导线25的一端。直线型导线25的另一端经第一树脂模块21延伸至外部。优选的，直线型导线25为直径6~8mm的紫铜实心导线，长度≥100mm。优选的，直线型导线25通过紧定螺钉24固定至第一电极引线接头23上。优选的，继续参考图2和图3，在第一阳极模块2上还设有进出水口26以及与进出水口26相连通的第一流通通道27。进出水口26设置在第一树脂模块21远离第一硼掺杂金刚石电极片22的表面。第一流通通道27的一侧与进出水口26相连通，另一侧延伸至第一树脂模块21与第一硼掺杂金刚石电极片22的镀膜表面同侧的表面。优选的，如图3所示，第一流通通道27呈弧形设置于第一树脂模块21的上部或下部。优选的，进出水口26为圆形孔，用于连接外界管路，以使污水经进出水口26和第一流通通道27进入处理模组内部。优选的，如图2和图3所示，在第一树脂模块21且与第一硼掺杂金刚石电极片22的镀膜表面同侧的表面上设有第一密封槽28，第一密封槽28为环形凹槽。在第一密封槽28内设有密封圈5。第一密封槽28设置于螺栓孔6的内侧，且第一流通通道27设置在第一密封槽28的内侧。通过第一密封槽28和密封圈5的设置，能够在第一阳极模块与阴极模块的接触面形成有效密封。优选的，如图4和图5所示，阴极模块3包括阴极片32以及围绕阴极片32的外周边缘设置的第二树脂模块31。优选的，阴极片32的材质采用不锈钢材质，外表面电解抛光处理。阴极片32的外周边缘嵌入第二树脂模块31内部设置，且阴极片32的两侧表面高度低于第二树脂模块31的两侧表面高度，以便使阴极模块3的阴极片能够正对与其相邻的第一阳极模块2的第一硼掺杂金刚石电极片或者第二阳极模块4的第二硼掺杂金刚石电极片形成多对阴阳电极。优选的，阴极模块3的螺栓孔6设置在第二树脂模块31上且位于阴极片32的外周边缘的外侧。在阴极片32的左右两端且靠近第二树脂模块31的边缘均设有第二流通通道33。第二流通通道33呈弧形且贯通阴极片32设置。以便允许经第一阳极模块2的第一流通通道27进入的污水经第二流通通道33进入阴极模块前后两侧形成的阴阳对电极，提高有机污水处理量和氧化效率。
进一步优选的，如图6和图7所示，第二阳极模块4包括第三树脂模块41以及内嵌于第三树脂模块41两侧表面的第二硼掺杂金刚石电极片42，并使第二硼掺杂金刚石电极片42的镀膜表面与第三树脂模块41的表面保持齐平。在第三树脂模块41的内部且位于两个第二硼掺杂金刚石电极片42未镀膜表面均粘结有第二电极引线接头43，在第二电极引线接头43上固定连接L型导线45的短边。优选的，第二硼掺杂金刚石电极片42为圆柱形，基底材料为圆柱形低阻硅片，厚度为2~6mm，接触污水面生长硼掺杂金刚石薄膜。本申请的硼掺杂金刚石电导率<l0-1Ω·cm、载流子浓度≥1019cm-3、析氧电位≥2V、涂层厚度2-8微米。本发明的L型导线为直径6~8mm的紫铜实心导线，短边长度为10mm，长边长度≥100mm。优选的，如图6和图7所示，在第三树脂模块41的两侧表面上均设有第二密封槽46，第二密封槽46位于第二阳极模块4的螺栓孔6的内侧。第二密封槽46为环形凹槽。在第二密封槽46内设有密封圈5。通过第二密封槽46和密封圈5的设置，能够在第二阳极模块4与阴极模块3的接触面形成有效密封。优选的，在第二密封槽46的内侧且位于第三树脂模块41的一端或左右两端均设有贯通第三树脂模块41的第三流通通道47，第三流通通道47呈弧形设置。以使得污水经过第三流通通道向后侧的阴阳对电极流动并进行氧化处理，大大提高了有机污水处理量和氧化效率。
优选的，当仅在第三树脂模块41的一端设置有第三流通通道47时，即第二阳极模块具有一条第三流通通道，将第一阳极模块2、阴极模块3和第二阳极模块4组装时使第一流通通道、第二流通通道和第三流通通道形成S形水路，水路为串联。当第三树脂模块41的两端均设置有第三流通通道47时，即第二阳极模块具有两条第三流通通道，将第一阳极模块2、阴极模块3和第二阳极模块4组装使第一流通通道、第二流通通道和第三流通通道形成并联水路。也可以使得具有一条第三流通通道的第二阳极模块和具有两条第三流通通道的第二阳极模块相间隔设置，以形成先并联再串联再并联再串联的水路，在组装时，可以根据需求进行选择。优选的，如图1所示，第一阳极模块2、第二阳极模块4以及阴极模块3为直径相一致的圆柱形结构。优选的，第一阳极模块2的第一流通通道27、阴极模块3的第二流通通道33以及第二阳极模块4的第三流通通道47的位置相对应。以使得第一阳极模块2、第二阳极模块4以及阴极模块3组装后，第一流通通道27、第二流通通道33和第三流通通道47能够相连通，以形成污水的流动通道。
优选的，本发明的螺栓1为316不锈钢螺栓，螺栓1包括螺杆、垫片和螺母，以便通过螺栓1将阳极模块和阴极模块交替并排密封固定，形成多对阴阳对电极。
本发明的硼掺杂金刚石电极污水处理模组将第一阳极模块、第二阳极模块和阴极模块采用模块化设计制作，使得污水处理模组结构紧凑、密封性好，且可批量制作，且成本低，解决了传统硼掺杂金刚石电极污水处理反应器中硅基掺硼金刚石电极片密封难度大，容易破碎，难以批量制作的技术问题。同时本申请的污水处理模组能够满足工业化有机污水处理的需要，且具有氧化效率高，成本低的优点。
实施例2
本实施例提供了一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组的制作方法，包括如下步骤：（1）分别制作第一阳极模块2、阴极模块3和至少一个第二阳极模块4。
优选的，第一阳极模块2的制作步骤包括：步骤1：将第一电极引线接头23的端面均匀涂抹液态银胶，然后将银胶面粘贴在第一硼掺杂金刚石电极片22的未镀膜表面的中心位置并压紧，静置3~6小时至银胶完全固化。
步骤2：将直线型导线25的一端插入第一电极引线接头23的另一端，并通过紧定螺钉24将直线型导线25与第一电极引线接头23进行固定，然后将第一硼掺杂金刚石电极片22、第一电极引线接头23、紧定螺钉24以及直线型导线25放置于金属模具中，并将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出第一阳极模块2。
步骤3：将第一阳极模块2的进出水口以及第一流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成第一阳极模块2的制作。
优选的，阴极模块3的制作步骤包括：步骤1：将阴极片32放入金属模具中，将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出阴极模块3。
步骤2：将阴极模块3的第二流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成阴极模块3的制作。优选的，第二阳极模块4的制作步骤包括：步骤1：在第二电极引线接头43的端面均匀涂抹液态银胶，然后将银胶面粘贴在第二硼掺杂金刚石电极片42未镀膜表面中心位置并压紧，静置3~6小时至银胶完全固化；
步骤2：将L型导线45的短边插入第二电极引线接头43的另一端，并用紧定螺钉将L型导线45与第二电极引线接头43固定，然后将两个第二硼掺杂金刚石电极片42、第二电极引线接头43、紧定螺钉和L型导线45放入金属模具中，将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出第二阳极模块4。
步骤3：将第二阳极模块4的第三流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成第二阳极模块的制作。（2）将第一阳极模块2放置于两端，至少一个第二阳极模块4放置于两个第一阳极模块2之间，并在第一阳极模块2和与其相邻的第二阳极模块4之间以及相邻的两个第二阳极模块4之间通过密封圈5密封设置阴极模块3。（3）采用螺栓1穿过第一阳极模块2、阴极模块3和第二阳极模块4上的螺栓孔6将位于端部的第一阳极模块2、位于中间的至少一个第二阳极模块4以及位于第一阳极模块2与第二阳极模块4以及相邻两个第二阳极模块4之间的阴极模块3进行固定以组装形成整体式污水处理模组。并使污水能够自污水处理模组的一端进入另一端流出。本发明的污水处理模组在使用前需做水流密封性试验。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，例如第一阳极模块与阴极模块对应数量的增加或减少等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组，其特征在于，包括：设置于污水处理模组两端的第一阳极模块（2）、并排设置于两个所述第一阳极模块（2）之间的至少一个第二阳极模块（4）以及阴极模块（3），其中，所述阴极模块（3）密封设置在所述第一阳极模块（2）和与其相邻的所述第二阳极模块（4）之间以及相邻两个所述第二阳极模块（4）之间；
其中，所述第一阳极模块（2）包括第一树脂模块（21）和第一硼掺杂金刚石电极片（22），其中，所述第一硼掺杂金刚石电极片（22）内嵌于所述第一树脂模块（21）的表面，并使所述第一硼掺杂金刚石电极片（22）的镀膜表面与所述第一树脂模块（21）的表面保持齐平；在所述第一树脂模块（21）的内部且位于所述第一硼掺杂金刚石电极片（22）未镀膜表面粘贴有第一电极引线接头（23），在所述第一电极引线接头（23）上固定连接有直线型导线（25），所述直线型导线（25）的另一端经所述第一树脂模块（21）延伸至外部；
所述阴极模块（3）包括阴极片（32）以及围绕所述阴极片（32）的外周边缘设置的第二树脂模块（31），所述阴极片（32）的外周边缘嵌入所述第二树脂模块（31）内部设置，且所述阴极片（32）的两侧表面高度低于所述第二树脂模块（31）的两侧表面高度；
所述第二阳极模块（4）包括第三树脂模块（41）以及内嵌于所述第三树脂模块（41）两侧表面的第二硼掺杂金刚石电极片（42），并使所述第二硼掺杂金刚石电极片（42）的镀膜表面与所述第三树脂模块（41）的表面保持齐平，在所述第三树脂模块（41）的内部且位于两个所述第二硼掺杂金刚石电极片（42）未镀膜表面均粘结有第二电极引线接头（43），所述第二电极引线接头（43）固定连接L型导线（45）的短边；
在所述第一阳极模块（2）、所述第二阳极模块（4）以及所述阴极模块（3）上均对应设有螺栓孔（6），并使螺栓（1）穿过所述螺栓孔（6）将位于端部的所述第一阳极模块（2）、位于中间的至少一个所述第二阳极模块（4）以及位于所述第一阳极模块（2）与所述第二阳极模块（4）以及相邻两个所述第二阳极模块（4）之间的所述阴极模块（3）进行固定以形成整体式污水处理模组。
2.根据权利要求1所述的硼掺杂金刚石电极污水处理模组，其特征在于，在所述第一阳极模块（2）上还设有进出水口（26）以及与所述进出水口（26）相连通的第一流通通道（27），所述进出水口（26）设置在所述第一树脂模块（21）远离所述第一硼掺杂金刚石电极片（22）的表面，所述第一流通通道（27）的一侧与所述进出水口（26）相连通，另一侧延伸至所述第一树脂模块（21）与所述第一硼掺杂金刚石电极片（22）的镀膜表面同侧的表面，所述第一流通通道（27）呈弧形设置。
3.根据权利要求2所述的硼掺杂金刚石电极污水处理模组，其特征在于，在所述第一树脂模块（21）且与所述第一硼掺杂金刚石电极片（22）的镀膜表面同侧的表面上设有第一密封槽（28），所述第一密封槽（28）为环形凹槽；在所述第一密封槽（28）内设有密封圈（5）；所述第一密封槽（28）设置于所述螺栓孔（6）的内侧，且所述第一流通通道（27）设置在所述第一密封槽（28）的内侧。
4.根据权利要求1所述的硼掺杂金刚石电极污水处理模组，其特征在于，所述阴极模块（3）的螺栓孔（6）设置在所述第二树脂模块（31）上且位于所述阴极片（32）的外周边缘的外侧，在所述阴极片（32）的左右两端且靠近所述第二树脂模块（31）的边缘处均设有第二流通通道（33）；所述第二流通通道（33）呈弧形且贯通所述阴极片（32）设置。
5.根据权利要求1所述的硼掺杂金刚石电极污水处理模组，其特征在于，在所述第三树脂模块（41）的两侧表面上设有第二密封槽（46），所述第二密封槽（46）位于所述第二阳极模块（4）的螺栓孔（6）的内侧，所述第二密封槽（46）为环形凹槽，在所述第二密封槽（46）的内侧且位于所述第三树脂模块（41）的一端或左右两端设有贯通所述第三树脂模块（41）的第三流通通道（47），所述第三流通通道（47）呈弧形设置。
6.根据权利要求1所述的硼掺杂金刚石电极污水处理模组，其特征在于，所述第一阳极模块（2）、所述第二阳极模块（4）以及阴极模块（3）为直径相一致的圆柱形结构；所述第一阳极模块（2）的第一流通通道（27）、所述阴极模块（3）的第二流通通道（33）以及第二阳极模块（4）的第三流通通道（47）的位置相对应。
7.一种硼掺杂金刚石电极污水处理模组的制作方法，其特征在于，所述制作方法用于制作前述权利要求1至6任一项所述的硼掺杂金刚石电极污水处理模组，所述制作方法包括如下步骤：分别制作第一阳极模块（2）、阴极模块（3）和至少一个第二阳极模块（4）；将所述第一阳极模块（2）放置于两端，所述至少一个第二阳极模块（4）放置于两个所述第一阳极模块（2）之间，并在所述第一阳极模块（2）和与其相邻的第二阳极模块（4）之间以及相邻的两个第二阳极模块（4）之间通过密封圈（5）密封设置所述阴极模块（3）；采用螺栓（1）穿过第一阳极模块（2）、阴极模块（3）和第二阳极模块（4）上的螺栓孔（6）将位于端部的所述第一阳极模块（2）、位于中间的至少一个所述第二阳极模块（4）以及位于所述第一阳极模块（2）与所述第二阳极模块（4）以及相邻两个所述第二阳极模块（4）之间的所述阴极模块（3）进行固定以组装形成整体式污水处理模组。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述第一阳极模块的制作步骤包括：将第一电极引线接头（23）的端面均匀涂抹液态银胶，然后将银胶面粘贴在第一硼掺杂金刚石电极片（22）的未镀膜表面并压紧，静置3~6小时至银胶完全固化；将直线型导线（25）的一端插入所述第一电极引线接头（23）的另一端，并通过紧定螺钉（24）将直线型导线（25）与第一电极引线接头（23）进行固定，然后将第一硼掺杂金刚石电极片（22）、第一电极引线接头（23）、紧定螺钉（24）以及直线型导线（25）放置于金属模具中，并将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出第一阳极模块（2）；将第一阳极模块（2）的进出水口以及第一流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成第一阳极模块（2）的制作。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述阴极模块的制作步骤包括：将阴极片（32）放入金属模具中，将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出阴极模块（3）；
将阴极模块（3）的第二流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成阴极模块（3）的制作。
10.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述第二阳极模块（4）的制作步骤包括：在第二电极引线接头（43）的端面均匀涂抹液态银胶，然后将银胶面粘贴在第二硼掺杂金刚石电极片（42）未镀膜表面并压紧，静置3~6小时至银胶完全固化；
将L型导线（45）的短边插入第二电极引线接头（43）的另一端，并用紧定螺钉将L型导线（45）与第二电极引线接头（43）固定，然后将两个第二硼掺杂金刚石电极片（42）、第二电极引线接头（43）、紧定螺钉和L型导线（45）放入金属模具中，将模具放入真空浇注罐中，抽真空至10Pa，将1：1混合好的环氧树脂和固化剂注入到模具中，注满后在真空状态下静置12小时，待环氧树脂完全固化，拆开模具，取出第二阳极模块（4）；
将第二阳极模块（4）的第三流通通道多余的树脂及飞边毛刺打磨掉，完成第二阳极模块（4）的制作。
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