CN202482113U

CN202482113U - 一种三维电触媒水处理装置

Info

Publication number: CN202482113U
Application number: CN2012201110823U
Authority: CN
Inventors: 王俊川
Original assignee: XIAMEN VISBE MEMBRANE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XIAMEN VISBE MEMBRANE TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-22

Abstract

本实用新型公开了一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：包括进水仓、反应器、出水仓，所述的进水仓、出水仓分别位于反应器的左右两侧，进水仓上部设有一进水口，所述的出水仓上部设有一出水口，所述的反应器与进水仓、出水仓相连的两壁上均布有小孔，所述的反应器内部前后两侧分别放置有不锈钢阴极板和镀钛钌阳极板；所述的反应器中填充有活性粒子。本实用新型所述的装置用于污水处理，对难降解有机物的具有处理效率高、出水水质好等优点，并且污水在装置中能够进行很好的混合，电流密度大，电解效果好，装置制作成本低，运行费用低、无需添加化学药剂、设备体积小、占地面积小、操作简单方便，便于自动控制、不产生二次污染等优点。

Description

一种三维电触媒水处理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，特别涉及一种三维电触媒水处理装置。

背景技术

电催化氧化方法是目前发展较快的有机污染物治理方法之一。该法利用具有催化活性的阳极氧化去除水中有机污染物，包括直接电化学反应和间接电化学转化。由于其具有适应面广、可控性强、流程简短、操作方便等优点，在难生物降解的有机废水治理领域得到了广泛关注。S. S. Mahmoud等利用Ni-Al2O3复合涂层电极对苯酚废水进行电催化氧化，结果表明当含酚废水初始质量浓度为100～2500mg/L时，酚可被完全去除；当初始质量浓度大于2500mg/L时，酚去除率随着质量浓度的增加而减小。Hongzhu Ma等以石墨作电极，吸附在活性黏土上的硫酸铁/高锰酸钾为催化剂，对初始质量浓度为5200mg/L的模拟苯酚废水进行处理，在适宜的反应条件下，40min后苯酚废水的COD去除率可达99%。Miao Li等研究了Ti/RuO2-Pt电极对含酚水样的处理效果。当电解液（NaCl）质量浓度为0.3mg/L时，反应30min后苯酚的质量浓度由8mg/L降至0。M. Pimentel等用Fenton试剂法对含酚水样进行处理，水样的TOC去除率达到100%。

电化学催化氧化的优势在于设备简单、容易控制，可在常温常压下操作，但该方法同时在电流效率较低、稳定性较差等方面存在限制性因素，目前研究围绕廉价、催化活性高、稳定性好的电极材料展开。

针对电化学催化氧化技术处理难降解有机物的缺点，近年来，三维电极法在难降解有机物处理领域越来越受人们的重视。三维电极是一种新型的电化学反应器，又叫粒子电极(particle electrode)或床电极(bed electrode)。它是在传统二维电解槽电极间装填粒状或其它碎屑状工作电极材料并使装填工作电极材料表面带电，成为新的一极(第三极)。已有的文献对三维电极处理废水报道主要有第三极电极种类的选择、电解参数的优化、废水种类的选择等方面。采用的第三极电极主要有在颗粒活性炭上负载金属氧化物、在氧化铝上负载金属离子、石英微孔瓷环等；考察的电解参数主要有初始pH值、反应时间、外加电压、电解质投加量等；废水种类主要集中于焦化废水、苯酚废水、印染废水、硝基苯废水，生活污水等。

反渗透水处理技术（RO）是以压力差为动力的膜分离过滤技术，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化、环保等领域。在环保领域方面，反渗透浓缩液是水处理中的一个难题，其具有成分复杂、浓度较高等特点，不能直接排放，也不适合进行循环处理，成为水处理技术中的一道难题。国内RO浓水处理方式主要有回流法、回用作生产用水、资源化利用、蒸馏浓缩等。目前采用电催化氧化技术处理对RO浓水的研究在国内还只见郭琇等人的报道。郭琇等分别采用单独UV、UV+H2O2+铁粉、三维电极+铁粉工艺，进行了处理反渗透浓缩液的试验。结果表明：pH控制在3.0时，采用UV+H2O2+铁粉法，最大UV光强为125.8μW/cm2，水中的H2O2为0.07mmol/L，铁粉的质量浓度26mg/L时，COD的去除率可达30%左右；采用三维电极+铁粉法，铁粉的质量浓度同样为26mg/L时，其COD的去除率可达30%以上，而且时间越长，效果越好。

发明内容

本实用新型的目的，在于提高一种处理效率高、出水水质好，设备结构简单，电解效果好的三维电触媒水处理装置。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：包括进水仓、反应器、出水仓，所述的进水仓、出水仓分别位于反应器的左右两侧，进水仓上部设有一进水口，所述的出水仓上部设有一出水口，所述的反应器与进水仓、出水仓相连的两壁上均布有小孔，所述的反应器内部前后两侧分别放置有不锈钢阴极板和镀钛钌阳极板；所述的反应器中填充有活性粒子。

优选的，所述的不锈钢阴极板和镀钛钌阳极板间放置有两块钛板。当电源接通时，两块钛板、不锈钢阴极板和镀钛钌阳极板之间形成两个电容，增加了装置的电场强度。

进一步，所述的反应器底部安装有曝气盘。

优选的，所述的曝气盘为3个。

进一步，所述的活性粒子为负载金属氧化物的颗粒活性炭、颗粒氧化铝或石英微孔瓷环。

进一步，所述的金属氧化物为铁、镍、锰等金属氧化物。

采用上述技术方案，本实用新型所述的三维电触媒水处理装置用于污水处理，对难降解有机物的具有处理效率高、出水水质好等优点，并且污水在装置中能够进行很好的混合，电流密度大，电解效果好，装置制作成本低，运行费用低、无需添加化学药剂、设备体积小、占地面积小、操作简单方便，便于自动控制、不产生二次污染等优点。

附图说明

图1为本实用新型所述的三维电触媒水处理装置的基本结构图；

其中：1.进水口、2.出水口、3.镀钛钌阳极板、4.小孔、5.钛板、6.不锈钢阴极板、7.进水仓、8.出水仓、9.反应器、10活性粒子、11.曝气盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种三维电触媒水处理装置，主要由进水仓7、出水仓8、反应器9三部分组成，均由聚氯乙烯（PVC）材质组成；在进水仓7和出水仓8的上部各有一个圆孔，分别为进水口1和出水口2；在反应器9的左右两壁上均布有小孔4，便于水流进和流出反应器9；在反应器9的前后两侧分别放置不锈钢阴极板6和镀钛钌阳极板3；在不锈钢阴极板6和镀钛钌阳极板3的中间放置两块钛板5。当电源接通时，两块钛板5、不锈钢阴极板6和镀钛钌阳板3之间形成两个电容，增加了装置的电场强度。在反应器9中填充活性粒子10作为三维电触媒的第三极，活性粒子10为负载金属氧化物的颗粒活性炭、颗粒氧化铝或石英微孔瓷环，金属氧化物为铁、镍、锰等金属氧化物。在有电场的作用下，活性粒子表面带电，在活性粒子10表面能发生电化学反应。在反应器9的底部安装三个曝气盘11。

具体使用时，采用本装置处理RO浓水等高浓度难降解废水，废水从进水口1经进水仓7收集，再通过反应器右侧的小孔4进入反应器9中，在电场的作用，污染物开始降解一段时候后，从反应器9左侧的小孔4经出水仓8收集，再通过出水口2出来。在反应的过程中，不锈钢板6和镀钛钌板3分别接电源的正极和负极，曝气盘连接空压机开始曝气，曝气盘11产生的气体可以通过搅动作用，强化传质，减少电极表面的浓差极化，且气体中的氧气可以在粒子电极表面或阴极表面转化为强氧化剂H₂O₂等，生成强活性物质羟基自由基(??OH),对有机物进行间接氧化，进而强化有机污染物的降解，达到有效降解有机物的目的。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：包括进水仓、反应器、出水仓，所述的进水仓、出水仓分别位于反应器的左右两侧，进水仓上部设有一进水口，所述的出水仓上部设有一出水口，所述的反应器与进水仓、出水仓相连的两壁上均布有小孔，所述的反应器内部前后两侧分别放置有不锈钢阴极板和镀钛钌阳极板；所述的反应器中填充有活性粒子。

2.根据权利要求1所述的一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：所述的不锈钢阴极板和镀钛钌阳极板间放置有两块钛板。

3.根据权利要求1所述的一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：所述的反应器底部安装有曝气盘。

4.根据权利要求3所述的一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：所述的曝气盘为3个。

5.根据权利要求1所述的一种三维电触媒水处理装置，其特征在于：所述的活性粒子为负载金属氧化物的颗粒活性炭、颗粒氧化铝或石英微孔瓷环。