CN205442730U - 一种含有轮式反应器的电催化氧化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计一种含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其包括壳体、进水口及出水口，壳体为圆筒型并形成一反应槽，反应槽内设有轮式反应器，轮式反应器包括设置在壳体内壁上的负极以及设置在反应槽中的轮式正极组。轮式反应器中正极由多个阳极板并联组成，负极由1个筒式阴极板组成。采用本实用新型的金属氧化物反应装置处理废污水，有效解决了传统电极反应设备处理效率低，处理效果差的难题，污水处理效果提高，特别是对高浓度难降解有机废水的处理效果增强，同时降低了电耗，降低了处理成本。

Description

一种含有轮式反应器的电催化氧化反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种特别适用于有机工业废水深度处理的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，属于电化学技术领域。

背景技术

电催化氧化反应技术是利用电化学方法持续产生具有高活性的羟基自由基，使有机物得以降解矿化。传统的电催化氧化反应装置采用的是多组极板装配在同一反应槽中，存在传质效果差，电流效率低，水力停留时间短以及能耗高等缺点。后经过改进，通过引入新型电极、投加药剂等手段，增大了电极的工作面积，改善了传质效果，提高了电流效率，但是，现有的电催化氧化反应装置仍有很多不足，具体如下：

1.现有反应装置采用大容积反应槽内安装多组电极同时工作，造成水力停留时间过长，处理效果和处理效率低下；

2.现有电催化氧化反应装置反应装置对于阳极板的活性表面层利用率低；

3.现有反应装置进水布水设备形式单一，废水容易在反应装置内形成水力学短流或死角，影响处理效果；

4.现有反应装置在使用过程中会放出大量的热，随着工作时间的延长，装置内的温度会不断升高，这会严重影响装置的工作效率和使用寿命；

5.现有反应装置规格大小不一，不能标准化拼接安装，不适用于水量水质多变的工业废水处理现状。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，用以改变传统金属氧化物电极反应装置构造单一，效率低下，处理效果差以及能耗高的现状。

为解决上述问题，本实用新型装置采用如下技术方案：一种含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，包括壳体、进水口及出水口，其特征在于，所述壳体为圆筒型并形成一反应槽，所述反应槽内设有轮式反应器，所述轮式反应器包括设置在所述壳体内壁上的负极以及设置在所述反应槽中的轮式正极组，所述负极由1个筒式阴极板组成，所述轮式正极组由多个阳极板并联组成。

在本实用新型一实施例中，所述轮式正极组为一个整体式正极，且所述壳体内仅装备一个所述轮式正极组。

在本实用新型一实施例中，所述轮式正极组包括8个所述阳极板、接电套管及绝缘转动轴承，所述阳极板以插接或焊接方式同所述接电套管相连接，所述接电套管与所述绝缘转动轴承相套接。

在本实用新型一实施例中，所述阳极板是按照1:2的面积比例弯折60～120度。

在本实用新型一实施例中，所述阳极板的板面上设置有多个透水孔，所述透水孔均匀设置在所述阳极板的板面上。

在本实用新型一实施例中，所述进水口设置在所述壳体的下部的外侧，所述进水口的进水方向逆于所述轮式正极组的转动方向。

在本实用新型一实施例中，所述壳体的顶部的边缘形成有堰型出水口，在所述堰型出水口的外侧的下部设置有出水导流槽，所述出水口是设置在所述出水导流槽的外侧。

在本实用新型一实施例中，所述壳体的底部设有排渣口。

在本实用新型一实施例中，所述壳体的顶部上方设有泡沫清除装置，所述泡沫清除装置包括平行于所述壳体的顶面的旋转清除刮板以及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘转动轴承相连的连接器。

在本实用新型一实施例中，所述阳极板为钛基锆掺杂纳晶多孔二氧化铅电极或钛基铈掺杂纳晶多孔二氧化铅电极，所述阴极板为草酸改性钛电极。

由于以上技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比有如下优势：

采用本发明的金属氧化物电极反应装置来处理废水，有效解决了废水处理不完全导致阳电极表面容易沉积杂质和有机积碳的不足，废水处理效果提高，特别是对于高浓度有机废水的处理效果增强，同时电耗降低，处理成本降低

附图说明

图1为根据本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的壳体侧面示意图；

图3为根据本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的阳极板示意图；

图4为根据本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的阳极板上透水孔示意图；

图5为根据本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的动力装置的示意图；

图6为根据本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的冷却装置的示意图。

其中：1、壳体；14、反应槽；2、进水口；3、出水口；30、堰型出水口；31、出水导流槽；4、轮式反应器；40、轮式正极组；41、阳极板；42、接电套管；43、绝缘转动轴承；410、透水孔；5、负极；50、负极接电柄；6、排渣口；60、截止阀；8、动力装置；I、入口；O、出口；9、冷却装置；91、冷凝管道。

具体实施方式

下面，将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

参见图1，本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置主要包括壳体1、进水口2、出水口3、轮式反应器4、动力装置(参见图5)以及冷却装置(参见图6)。

结合参考图2，所述壳体1为圆筒型并形成一反应槽14，所述反应槽14内设有轮式反应器4，所述轮式反应器4包括设置在所述壳体1的内壁上的负极5以及设置在所述反应槽14中的轮式正极组40，所述负极5由1个筒式阴极板组成，所述轮式正极组40由多个阳极板41并联组成。

在图1所示的实施例中，所述轮式正极组40为一个整体式正极，且所述壳体1内仅装备一个所述轮式正极组40。并且，所述轮式正极组40是设置于壳体1的中心位置并上下固定。优选的，所述轮式正极组40包括8个阳极板41、接电套管42及绝缘转动轴承43。其中，所述阳极板41以插接或焊接方式同所述接电套管42相连接，所述接电套管42与所述绝缘转动轴承43相套接。

较佳地，在本实用新型中，所述阳极板41的尺寸可为500*500mm，并将所述阳极板41按照1:2的面积比例弯折60～120度，如图3所示，其中所述阳极板41的A部分和B部分的面积比为1:2。而构成所述负极5的筒式阴极板的尺寸可为高500mm，上下圆筒直径180～400mm，且在所述筒式阴极板的上下边缘分别焊接有一个100*50mm的负极接电柄50，所述负极接电柄50横向设置并从所述壳体1穿出。

在本实用新型中，所述轮式正极组40可选自由金属掺杂的钛基二氧化铅极板组成的阳极板群组，极板表面金属氧化物晶粒的平均直径可为500nm±100nm。所述负极5可选自由800目砂纸打磨处理，并草酸改性的钛极板组成的阴极板群组。

优选的，所述阳极板41可为钛基锆掺杂纳晶多孔二氧化铅电极或钛基铈掺杂纳晶多孔二氧化铅电极，而构成所述负极5的筒式阴极板可为草酸改性钛电极。更优选的，所述阳极板41可采用锆掺杂钛基锡锑二氧化铅纳晶多孔极板，极板表面晶粒粒径为500nm±100nm，所述筒式阴极板可采用2％浓度的草酸溶液改性钛板。而所述阳极板41的尾端与所述负极5之间的间距为1～4cm。

在本实用新型中，所述阳极板41的板面上还可设置多个透水孔410，所述透水孔410均匀设置在所述阳极板41的板面上，如图4所示，在所述阳极板41的A部分和B部分板面上均设置有透水孔410。这些透水孔410的半径例如可为15mm，相邻两列透水孔410的中心间距例如可为40mm。

继续参考图1和图2，所述进水口2是设置在所述壳体1的下部的外侧，且所述进水口2的进水方向逆于所述轮式正极组40的转动方向。所述进水口2的内直径可为40cm，且所述进水口2的数量可为1个。并且，在所述壳体1的顶部的边缘形成有堰型出水口30，在所述堰型出水口30的外侧的下部设置有出水导流槽31，所述出水

口3是设置在所述出水导流槽31的外侧。所述出水导流槽的宽度可为10～20cm，所述出水口3的内直径可为40cm，所述出水口的数量可为1个。

继续参考图2，在本实用新型中，在所述壳体1的底部还设置有排渣口6，用以排渣。在所述排渣口6处还可以设置截止阀60，用以控制所述排渣口6的打开/闭合。所述排渣口6在所述金属氧化物电极反应装置运行过程中可间歇排渣，并取样检测所述轮式反应器的处理效率。在处理效率过低时，减小所述动力装置流速或提高所述金属氧化物电极反应装置的接入电流电压；在处理效率过高时，即在本案例中的排渣口取样检测结果低于检测限，提高所述动力装置流速或降低所述金属氧化物电极反应装置的接入电流电压。

在本实用新型一实施例中，所述壳体1的顶部上方还可设有泡沫清除装置，所述泡沫清除装置可包括平行于所述壳体的顶面的旋转清除刮板以及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘转动轴承43相连的连接器。所述泡沫消除装置采用链式刮脱或气体吹脱，可以消除装置运行过程产生的泡沫膨胀问题

在本实用新型中，如图5所示，所述动力装置8用于将废水连续输送到整个金属氧化物电极反应装置中，其可包括潜水泵、流量计、以及与所述进水口2和所述出水口4相连的管路。较佳地，动力装置8可采用低压高流直流电源，电压0–30V，电流0–1000A可调。其中，动力装置8的第一线路81是与所述轮式反应器4的正极连接，第二线路82是与所述轮式反应器4的负极连接。

在本实用新型中，如图6所示，所述冷却装置9是用于所述含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的冷却，其可包括水箱(图中未示)、循环水泵(图中未示)、以及排布在所述壳体1上的冷凝管道91。所述冷凝管道91具有入口I和出口O，其中冷凝液经由所述入口流入，并经由所述出口流出。较佳地，所述冷却装置9是设置于所述含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的壳体外侧或所述含有轮式反应器的电催化氧化反应装置的壳体与轮式反应器之间，用于传递所述轮式反应器运行过程中产生的反应热。

在本发明中，废水通过进水管2进入，并经过轮式反应器4处理后汇入出水导流槽31，从出水口3排出。

比较例

采用本实用新型的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置对废水进行处理的部分条件如下：

1)废水电导率≥2000μS/cm；

2)潜水泵流量为1～3t/h；

3)电压≤10V，电流≤40mA/cm²；

4)泡沫消除装置工作频率为6～12次/h。

其他未注明条件参照电催化氧化反应装置常规处理条件。

应用实例，分别采用传统装置和本发明装置对农药厂含吡啶废水进行处理，对比结果见表1。

表1

由表可见，处理相同浓度的吡啶废水，本实用新型装置比传统装置在单位时间内处理更多废水，处理效率明显提升，能耗明显下降。在连续运行中，未见阳极板表面有机积碳沉淀，而传统装置在连续运行过程中，处理效率下降明显，阳极板表面有机积碳沉淀堆积。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易对本实施例做出各种修改，并把在此说明的原理应用到其它实例施而不必经过创造性劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，不脱离本实用新型范畴所做出改进和修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，包括壳体、进水口及出水口，其特征在于，所述壳体为圆筒型并形成一反应槽，所述反应槽内设有轮式反应器，所述轮式反应器包括设置在所述壳体内壁上的负极以及设置在所述反应槽中的轮式正极组，所述负极由1个筒式阴极板组成，所述轮式正极组由多个阳极板并联组成。

2.根据权利要求1所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述轮式正极组为一个整体式正极，且所述壳体内仅装备一个所述轮式正极组。

3.根据权利要求1所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述轮式正极组包括8个所述阳极板、接电套管及绝缘转动轴承，所述阳极板以插接或焊接方式同所述接电套管相连接，所述接电套管与所述绝缘转动轴承相套接。

4.根据权利要求3所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述阳极板是按照1:2的面积比例弯折60～120度。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述阳极板的板面上设置有多个透水孔，所述透水孔均匀设置在所述阳极板的板面上。

6.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述进水口设置在所述壳体的下部的外侧，所述进水口的进水方向逆于所述轮式正极组的转动方向。

7.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述壳体的顶部的边缘形成有堰型出水口，在所述堰型出水口的外侧的下部设置有出水导流槽，所述出水口是设置在所述出水导流槽的外侧。

8.根据权利要求1所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述壳体的底部设有排渣口。

9.根据权利要求3所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述壳体的顶部上方设有泡沫清除装置，所述泡沫清除装置包括平行于所述壳体的顶面的旋转清除刮板以及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘转动轴承相连的连接器。

10.根据权利要求1所述的含有轮式反应器的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述阳极板为钛基锆掺杂纳晶多孔二氧化铅电极或钛基铈掺杂纳晶多孔二氧化铅电极，所述阴极板为草酸改性钛电极。