CN115259504A - 一种污水处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理方法及装置，其工艺主要包括光电联合催化部分和流动电极电容去离子部分，核心装置包括光电联合催化反应器，FCDI脱盐反应器。本发明不仅实现了光电联合催化技术和流动电极电容去离子技术的耦合，并设计了其配套的实验室级装置，实现了高CDO，高矿化度污水的综合处理，且实现了部分资源的回收，结果：对于有机物降解率可达93.3％，对于无机物脱盐率可达86％。本发明所提出了一种技术联合型的新型污水处理工艺，无污染，无化学药品添加，效果好，易放大，易连产，是一种环境友好型的污水处理技术。

Description

一种污水处理方法及装置

技术领域

本发明是关于一种污水处理方法及装置，具体而言，是关于一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术提出了一种适用于复杂成分污水处理的方法及装置。

背景技术

对于污水中的有机物，目前传统的主要解决方法包含化学处理法，活性污泥法，生物膜法等方法。化学处理法需将化学试剂投入污水中，虽降低了部分污染物含量，但同时也会引入新的离子污染，且投入成本较高。如今污染物成分复杂化，传统的活性污泥法逐渐不适用于现今处理，不仅时间长，而且效果差。生物膜法是与活性污泥法并列的一种废水好氧生物技术，但污水污染物的成分往往对影响生物的存活，造成失活或变性，造成处理能力降低。

对于现有传统方法不好处理的可生化性差或者分子量大的难处理有机物，往往才用高级氧化技术。高级氧化技术又称深度氧化技术，在高温高压，电，声，光辐射，催化剂等条件下将有机物氧化成小分子物质。其中光催化技术就是在光辐射的作用下，利用光催化剂将光能转化成化学能，进行氧化还原反应。

TiO₂凭借较强的光催化活性，生物化学惰性，成本低，抗腐蚀性，被视为处理环境污染适合的光催化材料。国内外不断有学者进行相关方面研究，经过不断发展，提升其光催化效能，可以添加氧化剂，掺杂金属改性电极，电化学辅助等方法。

目前电催化氧化技术兼具氧化，还原，中和等诸多功能，处理过程中不产生污染，不添加其他化学试剂，和其他技术联合使用达到综合处理目的，是一种新型的环境友好型技术。在光催化过程中，电子和空穴分离，生成羟基自由基，使有机物氧化成无机物，电催化技术的加入，使抑制电子和空穴的复合，降低电子和空穴的高度复合性，有利于羟基自由基的产生，是光催化过程高效性，此技术被称为光电联合催化技术，被誉为21世纪太阳能利用的又一次技术革命。

对于其富含高盐的污水，使用较为广泛的为蒸馏法，离子交换技术等，但均存在能耗高，技术复杂，效果差，存在环境污染等问题。电容去离子技术，以其投资小，环境友好型，效率高，技术简单逐渐发展成研究热点。电容去离子技术核心在于双电层理论，利用直流电使极板带电，产生电场，在电场的作用下离子向相应的电极上迁移，在以活性炭或者其他吸附材料的表面生成双电层结构，达到电吸附作用，通过吸附电极的再生将吸附的离子脱附到洗脱水中，达到盐分的富集。流动电极去离子技术(Fluid-electrode capacitivedeionization，FCDI)是将其吸附电极替换成可流动的流动电极，其基本结构相似。通过向流动电极供电，产生电场，离子迁移穿过离子交换膜，吸附在流动电极中并随之流出。

虽然目前有针对性地处理某一污染物的技术相对成熟，但针对现在工厂或油田排出的工业废水成分复杂化，呈现高COD，高矿化度，难分离，难处理的特点，仅仅利用单独的技术难以达到综合治理的目的，且有机物的降解后产生的无机物也会使水样的矿化的增加。所以，技术的融合，综合处理是目前主要待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法。

本发明的另一目的在于提供一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理装置。

第一方面，本发明提供了一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法，其适用于复杂成分污水进行处理，可达到对复杂成分污水特别是高COD、高矿化度的污水的综合有效处理。该方法具体包括：

将待处理污水依次进行光电联合催化反应处理以及流动电极电容去离子反应脱盐处理。

在第一方面的具体实施方式中，优选地，所述待处理污水包括石化厂外排废水及内部回用水，油田采出水中的一种或两种以上的组合。

在第一方面的具体实施方式中，优选地，所述待处理污水的矿化度为1000-3000mg/L，COD含量为60-80mg/L。

在第一方面的具体实施方式中，优选地，进行光电联合催化反应处理时，在400-500W氙灯模拟日光、150-160mA/m²电流密度下进行催化降解；在一具体实施方式中，进行光电联合催化反应处理时，在500W氙灯模拟日光、160mA/m²电流密度下进行催化降解。

在第一方面的具体实施方式中，优选地，进行流动电极电容去离子反应脱盐处理时，在板间电压2-3V下进行反应；在一具体实施方式中，进行流动电极电容去离子反应脱盐处理时，在板间电压3V下进行反应。

第二方面，本发明提供了一种适用于第一方面提供的基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法的污水处理装置。该装置包括光电联合催化反应器，具体地，

所述光电联合催化反应器包括用作催化场所的催化池；催化池为上开口的箱体，设有液体导入口和液体导出口，分别用于液体在催化池内的输入和输出；

催化池上开口处设有两条电导轨，分别作为正极和负极，为整个催化反应器供电提供电催化能源；

催化池内设置有折流挡板，将催化池内部空间分割成多个催化室，使液体在催化池内呈上下S形流动；每个催化室内各设有至少一个催化单元和至少一个气泡发生器，各催化单元分别与两条电导轨连接；催化单元用于为催化室内提供催化反应动力；气泡发生器用于为反应池中输入气体。

在第二方面的具体实施方式中，优选地，所述催化单元包含电极供电板以及电极固定板，其中：

电极供电板包括固定连接的上部H构型部和下部框架部；电极供电板俯视角度上部H构型部整体上基本呈H构型，H构型部包括两侧分别与两导电轨接触的接电槽和连接两侧接电槽的接电板；接电槽内表面以铜箔覆盖，两侧接电槽内的铜箔分别与接电板的两侧接触；

电极固定板包括固定连接的上部T型结构部和下部框架部；电极固定板侧视角度上部T型结构部呈T型结构，T型结构部的两肩侧可架构固定在电极供电板的H构型部的两侧接电槽上；

电极供电板的框架部和电极固定板的框架部，用于加紧电极片；

更优选地，所述催化单元进一步包含电极片，所述电极片包括正极片和负极片，正极片设置于电极固定板与一个电极供电板之间、负极片设置于电极固定板与另一个电极供电板之间；更优选地，所述正极片选用Ag-TiO₂改性电极网；更优选地，所述负极片选用高纯石墨电极；

更优选地，电极供电板的H构型部和电极固定板的上部T型结构部分别设置有固定限位孔，通过固定限位孔能够实现将电极供电板、电极固定板固定连接起来。

在第二方面的具体实施方式中，优选地，所述光电联合催化反应器还包括用于对催化池内提供光催化光源的氙灯。

第三方面，本发明提供了一种适用于第一方面提供的基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法的污水处理装置。该装置包括FCDI脱盐反应器，具体地，

所述FCDI脱盐反应器包括两个电极固定板框和三个反应室板框，其中反应室板框设置于两个电极固定板框之间：设置于两个电极固定板框之间的三个反应室板框依次作为反应阴室、离子迁移室、反应阳室；

电极固定板框包括外框；外框框起来的内部为电极片内槽，电极片内槽用于嵌入电极片；外框上靠近反应室板框一侧设有一圈密封槽，密封槽用于加装密封圈便于与反应室板框的密封；外框上设有固定限位孔；

反应室板框包括外框；外框框起来的内部为中空的反应室，反应室内加装有折流挡板；外框上设有和反应室连通的引入口和导出口；外框两侧分别设有一圈密封槽；外框设有固定限位孔。

在第三方面的具体实施方式中，优选地，所述FCDI脱盐反应器进一步包括两个电极片，分别嵌入两个电极固定板框的电极片内槽中；

更优选地，所述电极片选用高纯石墨电极片。

在第三方面的具体实施方式中，优选地，所述FCDI脱盐反应器进一步包括两个离子交换膜，一个设置于作为离子迁移室的电极固定板框和作为反应阴室的电极固定板框之间，另一个设置于作为离子迁移室的电极固定板框和作为反应阳室的电极固定板框之间。

在第三方面的具体实施方式中，优选地，所述电极固定板框的电极片内槽表面覆盖一铜箔条用于电极与外界接电使用。

在第三方面的具体实施方式中，优选地，所述反应室板框的外框与所述电极固定板框的外框均为矩形。

第四方面，本发明提供了一种适用于第一方面提供的基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法的污水处理装置。该装置包括第三方面技术方案中的FCDI脱盐反应器和第二方面技术方案中的光电联合催化反应器；

其中，所述光电联合催化反应器的液体导出口与所述FCDI脱盐反应器的引入口连通。

本发明的技术联合型的新型污水处理工艺流程和其装置具有以下优点：

1.发挥光电联和催化，流动电极电容去离子技术的优势，实现技术耦合，达到了对成分复杂污水进行了充分综合处理。

2.处理工艺流程简单，可升级空间大，易连续生产作业。

3.核心装置结构简单，通用性强，易工程放大和多组并行开发。

4.处理工艺效果好，无污染，是一种环境友好型的新技术。

5.处理工艺不仅可以有效减少污染物含量，并且产生了大量有回收利用价值的盐有助于实现资源的合理回收。

附图说明

图1为本发明的光电联合催化反应器平面结构示意图。

图2为本发明的光电联合催化反应器示意图。

图3为本发明的催化单元示意图。

图4为本发明的电极供电板示意图。

图5为本发明的电极固定板示意图。

图6为本发明的FCDI脱盐反应器示意图。

图7为本发明的电极固定板框示意图。

图8为本发明的反应室板框示意图。

图9为本发明的FCDI脱盐反应器结构示意图。

图10为本发明的FCDI脱盐反应器组成示意图。

图11为本发明的技术联合型的新型污水处理装置正视图。

图12为本发明的技术联合型的新型污水处理装置侧视图。

图13为本发明的技术联合型的新型污水处理装置俯视图。

图14为本发明的技术联合型的新型污水处理装置轴视图。

图15为本发明的光电联合催化降解曲线。

图16为本发明的FCDI脱盐反应器盐水循环罐矿化度监测脱盐曲线。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图与实施例对本发明作进一步地详细描述。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均为所属领域的常规试剂，均可通过商购获得。

实施例1

本实施例提供了一种技术联合型的新型污水处理工艺及装置，其工艺主要包括光电联合催化部分和流动电极电容去离子部分，核心装置包括光电联合催化反应器10，FCDI脱盐反应器20。

请参见图1、图2所示，本实施例提供的光电联合催化反应器10主要包括电导轨101、催化池102、导入口103、催化单元104、氙灯105、气泡发生器106、折流挡板107、导出口108。

催化池102为主要催化场所，本实施例中的催化池102主体为五个催化室串联在一起的上开口的长方箱体，由透明有机玻璃组成，便于光辐射的射入，为光催化提供条件。催化池102的一端设置导入口103，另一端设置导出口108，分别用于污水在催化池内的输入和输出。其中，导入口103设置在催化池102的下部位置，导出口108设置在相对端的上部位置。催化池102内设置有折流挡板107，将催化池102内部空间分割成多个催化室，以使催化池102内污水的流动按竖式蛇形流动即上下S形流动(即污水自底部进入某催化室后自该催化室的顶部排出该催化室，进而自顶部进入与该催化室相邻的下一个催化室并且自底部排出所述与该催化室相邻的下一个催化室，依次类推)，增加了其在催化池102内的流动距离，延长其反应时间。每个催化室内各设有一个催化单元104和一个气泡发生器106。催化单元104用于为催化室内提供催化反应动力。各催化单元104分别与两条电导轨101连接。气泡发生器106设置在催化池102底部，用于为反应池中输入空气，提高催化池中电解液的含氧量，增强其氧化作用。电导轨101设有两条且两条电导轨101相互平行，两条电导轨101沿液体进出催化池流动方向设置在催化池102上开口处，分别作为正极和负极，为整个催化反应器供电提供电催化能源。氙灯105是用于对催化池102内提供光催化光源，以达到模拟自然光的目的。

本实施例的光电联合催化反应器所包含的催化单元104的具体结构如图3所示，其主要包含电极供电板1041，两片电极固定板1042，ZnO-TiO₂纳米异质结网，高纯石墨电极。

电极供电板1041的结构如图4所示，电极供电板1041包括固定连接的上部H构型部和下部框架部；俯视角度看上部H构型部整体上基本呈H构型，H构型部包括两侧分别与两导电轨101接触的接电槽和连接两侧接电槽的接电板；接电槽内表面以铜箔覆盖，两侧接电槽内的铜箔分别延展到其位于电极供电板中间的接电板的两侧与接电板的两侧接触，分别为正极和负极供电。电极固定板1042的具体结构如图5所示，电极固定板1042包括固定连接的上部T型结构部和下部框架部，,侧视角度看上部T型结构部呈T型结构，T型结构部的两肩侧可架构固定在电极供电板1041的H构型部的两侧接电槽上。两片电极固定板1042分别固定在电极供电板1041的两侧。在电极供电板1041和一个电极固定板1042之间固定Ag-TiO₂改性电极网作为阳极，在电极供电板1041和一个电极固定板1042之间固定高纯石墨电极作为阴极。电极供电板1041的框架部包括两个有间隙的方形框架(两个方形框架分别与两个电极固定板1042的框架部对应设置)、电极固定板1042的框架部为一个方形框架，电极供电板1041的框架部和电极固定板1042的框架部用于加紧电极片。电极供电板1041的H构型部和电极固定板1042的上部T型结构部分别设置有两个固定限位孔，通过固定限位孔，便于利用螺丝将电极供电板、电极固定板固定连接起来，防止电极片的脱落。

请参见图6所示，本实施例提供的FCDI脱盐反应器20主要由电极固定板框201和反应室板框202两个基本构件组合而成。

本实施例的FCDI脱盐反应器20所包含的电极固定板框201的具体结构如图7所示，该电极固定板框201包括矩形外框2012，在外框2012框起来的内部为电极片内槽2014，在外框2012上靠近反应室板框202一侧设有密封槽2013，本实施例中外框2012两侧分别设有密封槽2013，外框2012上设有8个固定限位孔2011(矩形每边各2个)。该电极固定板框201由外框2012作为整体结构层支撑，采用高强度树脂制成，可防止横向、纵向压力过大导致板框变形。电极片内槽2014用来嵌入高纯石墨电极片作为反应器的供电极。电极片内槽2014表面覆盖一铜箔条用于高纯石墨电极与外界接电使用(未标出)。密封槽2013上可加装密封圈便于电极固定板框201与反应室板框202的密封，以防滴漏。8个固定限位孔2011便于使用螺丝将其反应器加紧固定。

本实施例的FCDI脱盐反应器20所包含的反应室板框202的具体结构如图8所示，该反应室板框202包括矩形外框2023，在外框2023框起来的内部为中空的反应室，反应室内加装有折流挡板2026，外框2023上设有和内部反应室连通的引入口2021和导出口2024，引入口2021和导出口2024分别设置在矩形外框相对侧边的外侧位置。外框2023两侧分别设有一圈密封槽2025。外框2023上设有8个固定限位孔2022(矩形每边各2个)。该反应室板框202由外框2023作为整体结构层支撑，采用高强度树脂制成，可防止横向、纵向压力过大导致板框变形。该板框的反应室是用来流动电极和溶液的流动场所，溶液或流动电极可在反应室内部进行流动和离子迁移。其中的折流挡板2026，不仅可以增加其在反应器内的停留时间，加大反应面积，而且可以减少死区面积，提高效率。引入口2021和导出口2024负责流动电极或溶液在反应室内的流入与流出。密封槽2025上可加装密封橡胶以便于反应室板框与离子交换膜之间、板框与板框之间的密封，以防滴漏。8个固定限位孔2022便于使用螺丝将其反应器加紧固定。

请参见图9所示，本实施例的FCDI脱盐反应器构造包含两块电极固定板框201(左一，右一)，三块反应室板框202(左三，左五，右三)，两块高纯石墨电极203(左二，右二)，一对离子交换膜204(左四，右四)组成。两块高纯石墨电极203作为FCDI脱盐反应器的阴极和阳极用于生成电场，三块反应室板框202依次作为反应阴室、离子迁移室、反应阳室，其中反应阴室、阳室作为流动电极流动场所，用于双电层结构的构建和吸附，离子迁移室是离子在电场作用下向相应极板迁移的地方。三室用离子交换膜204用于隔开，既保证离子的正常迁移，又可保证溶液不互相污染。

本实施例还提供了一种技术联合型的新型污水处理装置，如图10所示，本发明的技术联合型的新型污水处理装置，主要包括前述的光电联合催化反应器10，FCDI脱盐反应器20，按照污水处理的上下游工序，还包括设置在光电联合催化反应器10上游的污水储罐30、设置在光电联合催化反应器10与FCDI脱盐反应器20之间的FCDI脱盐反应器盐水循环罐40、设置在FCDI脱盐反应器20下游的流动电极搅拌釜50。其中：

污水储罐30设有污水进料阀301、污水储罐泄空阀302，污水储罐30的污水出口通过管路连接光电联合催化反应器10的导入口103，该管路上设有光电联合催化反应器进料阀30101和光电联合催化反应器进料泵30102。

光电联合催化反应器10的导出口108通过管路连接FCDI脱盐反应器盐水循环罐40的第一进料口，该管路上设有光电联合催化反应器出料阀10401、光电联合催化反应器出料泵10402和FCDI脱盐反应器盐水循环罐进料阀10403。

FCDI脱盐反应器盐水循环罐40还设有FCDI脱盐反应器盐水循环罐泄空阀401。FCDI脱盐反应器盐水循环罐40设有两条出料管道，一条管道上设置FCDI脱盐反应器盐水循环罐40出料阀402，另一条出料管道连接FCDI脱盐反应器20中作为离子迁移室的反应室板框202的引入口2021且该管道上设有FCDI脱盐反应器进料阀40201以及FCDI脱盐反应器进料泵40202。FCDI脱盐反应器20中作为离子迁移室的反应室板框202的导出口2024通过管路与FCDI脱盐反应器盐水循环罐40的第二进料口连接。

流动电极搅拌釜50的出料口通过管路与FCDI脱盐反应器20中作为反应阴室、反应阳室的反应室板框202的引入口2021连接，且该管路上设有流动电极搅拌釜出料阀50201和流动电极搅拌釜出料泵50202。FCDI脱盐反应器20中作为反应阴室、反应阳室的反应室板框202的导出口2024通过管路与流动电极搅拌釜50的第一进料口连接。

流动电极搅拌釜50还设有流动电极搅拌釜泄空阀501和流动电极搅拌釜第二进料阀502。本发明所提出的一种技术联合型的新型污水处理工艺的装置设计图如图11，图12，图13，图14所示。

实施说明

本实施例中，所用的光电联合催化反应器10整体尺寸为360cm×70cm×60cm，单个催化室尺寸为65cm×50cm×52cm，有效催化电极尺寸为38cm×36cm。

本实施例中，所用的FCDI脱盐反应器20单板框整体尺寸为200cm×200cm×10cm，有效脱盐面积为150cm×150cm。

1.实验准备：

(1)将高纯石墨电极203，ZnO-TiO₂纳米异质结网固定入催化单元并装入光电联合催化反应器7。

ZnO-TiO₂纳米异质结网是由金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛和闪锌矿型氧化锌通过阳极氧化加浸渍法制备得到的，其中煅烧温度为600℃(具体制备方法请参见文献Photocatalytic degradation of methylene blue using a ZnO/TiO₂ heterojunctionnanomesh electrode，作者Junwei Hou,Yafei Wang,Jingyi Zhou,Yuan Lu,YanshengLiu,Xiaoyi Lv，期刊名Surfaces and Interfaces，期刊号22(2021)100889)。

(2)安装FCDI脱盐反应器16将高纯石墨电极203和离子交换膜204放入反应器并用螺丝夹紧。

(3)按照配比制作流动电极(质量比15：5：5：80的活性炭+分散剂+乙炔黑+水)搅拌均匀至放置一段时间不会分层，导入流动电极搅拌釜20。

(4)将复杂成分污水引入污水储罐2。

2.实验开始：

(1)打开光电联合催化反应器进料阀30101，启动光电联合催化反应器进料泵30102调节流量(例15mL/min)，打开氙灯105，打开气泡发生器106使其均匀鼓泡(每个反应室气量相同)，当液面接触到第五催化单元(即临近导出口108的催化室内的催化单元104)下表面时打开光电联合催化反应器10电源，恒流500mA，开始催化。

(2)当溶液在第五催化室(即临近导出口108的催化室)液面接近导出口108时打开光电联合催化反应器出料阀10401，打开FCDI脱盐反应器盐水循环罐进料阀10403，启动光电联合催化反应器出料泵10402，调节流量稳定(例，15mL/min)，保持光电联合催化反应器10内液位不会超高，漫出反应器。向FCDI脱盐反应器盐水循环罐40蓄水。

(3)当FCDI脱盐反应器盐水循环罐40注满(首次注水注满后打开FCDI脱盐反应器盐水循环罐泄空阀401放空)，关闭光电联合催化反应器出料泵10402，关闭电联合催化反应器进料泵30102。

(4)打开流动电极搅拌釜出料阀50201，启动流动电极搅拌釜出料泵5020，调节流量稳定(例60mL/min)，当回路中有流动电极流出时，打开FCDI脱盐反应器进料阀40201，启动FCDI脱盐反应器进料泵40202，调节流量稳定例(15mL/min)，当回路中有水流出，打开FCDI脱盐反应器20电源，恒压3V，开始吸附。

(5)启动流动电极搅拌釜50开始搅拌。监控FCDI脱盐反应器盐水循环罐40达到排出标准打开FCDI脱盐反应器盐水循环罐出料阀402，排出水样，关闭出料阀402，打开光电联合催化反应器进料泵30102和光电联合催化反应器出料泵10402，持续间歇生产。

结果分析：

对于光电联合催化部分每个催化室浓度进行检测(采用60mg/L亚甲基蓝溶液作为模拟有机废水)数据如下：

催化单元	进口	1	2	3	4	5
							浓度mg/L	60.00	39.63	17.03	10.45	5.80	4.00

通过计算降解率达到93.3％，降解曲线如图15。

对于FCDI脱盐反应器盐水循环罐矿化度监测(进水矿化度约为1800mg/L左右)，数据如下：

脱盐曲线如图16。

在其在一定时间内可将1800mg/L左右的盐水降低至250mg/L左右，除盐率高达86％。

应当指出的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理方法，其特征在于，该方法包括：

将待处理污水依次进行光电联合催化反应处理以及流动电极电容去离子反应脱盐处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理污水包括石化厂外排废水及内部回用水，油田采出水中的一种或两种以上的组合；

优选地，所述待处理污水的矿化度为1000-3000mg/L，COD含量为60-80mg/L。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行光电联合催化反应处理时，在400-500W氙灯模拟日光、150-160mA/m²电流密度下进行催化降解。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行流动电极电容去离子反应脱盐处理时，在板间电压2-3V下进行反应。

5.一种用于实现权利要求1-4任一项所述方法的装置，该装置包括光电联合催化反应器，其特征在于，

所述光电联合催化反应器包括用作催化场所的催化池；催化池为上开口的箱体，设有液体导入口和液体导出口，分别用于液体在催化池内的输入和输出；

催化池上开口处设有两条电导轨，分别作为正极和负极，为整个催化反应器供电提供电催化能源；

催化池内设置有折流挡板，将催化池内部空间分割成多个催化室，使液体在催化池内呈上下S形流动；每个催化室内各设有至少一个催化单元和至少一个气泡发生器，各催化单元分别与两条电导轨连接；催化单元用于为催化室内提供催化反应动力；气泡发生器用于为反应池中输入气体。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述催化单元包含电极供电板以及电极固定板，其中：

电极供电板包括固定连接的上部H构型部和下部框架部；电极供电板俯视角度上部H构型部整体上基本呈H构型，H构型部包括两侧分别与两导电轨接触的接电槽和连接两侧接电槽的接电板；接电槽内表面以铜箔覆盖，两侧接电槽内的铜箔分别与接电板的两侧接触；

电极固定板包括固定连接的上部T型结构部和下部框架部；电极固定板侧视角度上部T型结构部呈T型结构，T型结构部的两肩侧可架构固定在电极供电板的H构型部的两侧接电槽上；

电极供电板的框架部和电极固定板的框架部，用于加紧电极片；

优选地，所述催化单元进一步包含电极片，所述电极片包括正极片和负极片，正极片设置于电极固定板与一个电极供电板之间、负极片设置于电极固定板与另一个电极供电板之间；更优选地，所述正极片选用Ag-TiO₂改性电极网；更优选地，所述负极片选用高纯石墨电极；

优选地，电极供电板的H构型部和电极固定板的上部T型结构部分别设置有固定限位孔，通过固定限位孔能够实现将电极供电板、电极固定板固定连接起来。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光电联合催化反应器还包括用于对催化池内提供光催化光源的氙灯。

8.一种用于实现权利要求1-4任一项所述方法的装置，该装置包括FCDI脱盐反应器，其特征在于，

所述FCDI脱盐反应器包括两个电极固定板框和三个反应室板框，其中反应室板框设置于两个电极固定板框之间：设置于两个电极固定板框之间的三个反应室板框依次作为反应阴室、离子迁移室、反应阳室；

电极固定板框包括外框；外框框起来的内部为电极片内槽，电极片内槽用于嵌入电极片；外框上靠近反应室板框一侧设有一圈密封槽，密封槽用于加装密封圈便于与反应室板框的密封；外框上设有固定限位孔；

反应室板框包括外框；外框框起来的内部为中空的反应室，反应室内加装有折流挡板；外框上设有和反应室连通的引入口和导出口；外框两侧分别设有一圈密封槽；外框设有固定限位孔。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述FCDI脱盐反应器进一步包括两个电极片，分别嵌入两个电极固定板框的电极片内槽中；优选地，所述电极片选用高纯石墨电极片；

所述FCDI脱盐反应器进一步包括两个离子交换膜，一个设置于作为离子迁移室的电极固定板框和作为反应阴室的电极固定板框之间，另一个设置于作为离子迁移室的电极固定板框和作为反应阳室的电极固定板框之间；

所述电极固定板框的电极片内槽表面覆盖一铜箔条用于电极与外界接电使用；

所述反应室板框的外框与所述电极固定板框的外框均为矩形。

10.一种用于实现权利要求1-4任一项所述方法的装置，其特征在于，该装置包括：

权利要求5或6或7中所述的光电联合催化反应器，以及

权利要求8或9中所述的FCDI脱盐反应器；

其中，所述光电联合催化反应器的液体导出口与所述FCDI脱盐反应器的引入口连通。

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