CN205442734U - 一种多反应槽的电催化氧化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其包括壳体、进水口、出水口，壳体内设有多个依次相连的反应槽，多反应槽的电催化氧化反应装置还包括设置在各反应槽内的金属氧化物电极反应单元，各个金属氧化物电极反应单元包括正极及负极。每个金属氧化物电极反应单元的正极是由1个阳极板构成，负极是由2个阴极板并联构成，同一个金属氧化物电极反应单元内，阳极板与阴极板是交替间隔且相对设置，多个金属氧化物电极反应单元内的正极并联，负极并联。采用本实用新型的多反应槽的电催化氧化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

一种多反应槽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多反应槽的电催化氧化反应装置，属于电化学技术领域。

背景技术

金属氧化物电极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。传统的金属氧化物电极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，现有的金属氧化物电极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.现有金属氧化物电极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用于有机工业废水深度处理的多反应槽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：

一种多反应槽的电催化氧化反应装置，包括壳体、进水口及出水口，所述壳体内设有多个依次相连的反应槽，所述金属氧化物电极反应装置还包括设置在各所述反应槽内的金属氧化物电极反应单元，各所述金属氧化物电极反应单元包括正极及负极；同一所述金属氧化物电极反应单元内的所述正极是由1个阳极板构成，所述负极是由2个阴极板并联构成，且同一所述金属氧化物电极反应单元内的所述阳极板与所述阴极板是交替间隔且相对设置；所述多个金属氧化物电极反应单元内的所述正极并联，所述负极并联。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体内设置有隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分割成多个所述反应槽，且相邻两个所述反应槽之间有缓冲槽间隔，每一所述反应槽内设置有一个所述金属氧化物电极反应单元。

在本实用新型的一实施例中，各所述反应槽是由位于进水一侧的第一隔板和位于出水一侧的第二隔板限定，且所述第一隔板比所述第二隔板高。

在本实用新型的一实施例中，每一所述金属氧化物电极反应单元的所述阴极板是分别设置在所述第一隔板和所述第二隔板的内壁上。

在本实用新型的一实施例中，所述缓冲槽将一个所述反应槽的顶部和与之相邻的另一个所述反应槽的底部相连通。

在本实用新型的一实施例中，各所述反应槽的底部设有布水板，所述布水板上具有多个布水穿孔。

在本实用新型的一实施例中，所述进水口和所述出水口分别位于所述壳体的两侧，且所述进水口和所述出水口相对位置一致，尺寸一致。

在本实用新型的一实施例中，所述多反应槽的电催化氧化反应装置还包括设置在所述壳体上部的泡沫清除装置。

在本实用新型的一实施例中，所述泡沫清除装置包括：设置在所述壳体上方的清除刮板和电机，用于将所述清除刮板同所述电机相连的传动链条，用于将所述泡沫清除装置清除的泡沫收集的收集槽。

在本实用新型的一实施例中，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：

采用本实用新型的一种多反应槽的电催化氧化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多反应槽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多反应槽的电催化氧化反应装置的起始端(末端)示意图；

图3为根据本实用新型的多反应槽的电催化氧化反应装置的布水板示意图；

图4为根据本实用新型的多反应槽的电催化氧化反应装置的阳极板(阴极板)示意图；

图5为根据本实用新型的金属氧化物电极反应装置的壳体侧面示意图；

图6为根据本实用新型的金属氧化物电极反应装置的动力装置的示意图；

图7为根据本实用新型的金属氧化物电极反应装置的冷却装置的示意图。

其中：1、壳体；2、进水口；3、出水口；4、金属氧化物电极反应单元；40、反应槽；41、阳极板；411、阳极接电柄；42、阴极板；421、阴极接电柄；43、隔板；431、第一隔板；432、第二隔板；44、布水板；441、布水穿孔；5、缓冲槽；51、排渣口；6、出水槽；7、泡沫消除装置；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，本实用新型的多反应槽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、五个金属氧化物电极反应单元4、动力装置(参见图6)以及冷却装置(参见图7)。壳体1内的空间通过隔板43被分割成五个反应槽40，每个反应槽40内设置有一个金属氧化物电极反应单元4，从而形成五个各自独立的金属氧化物电极反应单元4。

在本实用新型中，各所述反应槽40是由位于进水一侧的第一隔板431和位于出水一侧的第二隔板432限定，且所述第一隔板431比所述第二隔板432高。并且，各反应槽40的底部设有布水板44，所述布水板44上具有多个布水穿孔441，如图3所示。结合参考图3，在一较佳实施例中，所述布水穿孔441的半径为4mm，并呈两排平行排列，两排布水穿孔之间的中心间距为10mm，所述布水板44距离所述壳体的底部10cm。

在本实用新型中，相邻的两个反应槽40之间可通过缓冲槽5在顶部或底部相连通。在如图1所示的实施例中，相邻两个反应槽40之间是通过一个缓冲槽5作为间隔，将一个反应槽40的顶部的出水口和与之相邻的另一个反应槽40的底部的布水板44相连通。优选的，所述缓冲槽的宽度为2～4cm。通过所述缓冲槽连接各个金属氧化物电极反应单元，可以充分利用所述阳极板的表面活性层，使进入所述金属氧化物电极反应装置的废水全部经过所述阳极板的表明活性层，使废水得到充分处理。

在本实用新型中，各金属氧化物电极反应单元4包括正极及负极。如图1所示的实施例中，在同一个金属氧化物电极反应单元4内，由1个阳极板41构成正极，由2个阴极板42并联构成负极。并且，在同一金属氧化物电极反应单元4内的所述阳极板41与所述阴极板42是交替间隔且相对设置，例如，将所述阴极板42紧靠所述反应槽40的内壁放置(即分别设置在所述第一隔板431和所述第二隔板432的内壁上)，将所述阳极板41放置在所述反应槽40的中间位置，且与2块所述阴极板42的间距相等，并且，正极与负极之间间距(即图1中阳极板41与阴极板42之间间距)为1～4cm。在各个金属氧化物电极反应单元4之间，多个阳极板41并联，多个阴极板42并联。

在本实用新型中，如图2和图4所示，所述阳极板41和所述阴极板42的尺寸可为500*500mm，且所述阳极板41和所述阴极板42的一边分别焊接有100*50mm的阳极接电柄411和阴极接电柄421，所述阳极接电柄411和所述阴极接电柄421是横向设置并从壳体1的侧壁穿出。在本实用新型中，所述正极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为500nm±100nm；所述负极可选自由800目砂纸打磨处理，草酸改性的钛极板组成的阴极板群组。优选的，可采用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作为所述阳极板。更优选的，所述阳极板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，所述阴极板采用2％浓度的草酸溶液改性钛板。

在实用新型明中，所述壳体1还包括设置在壳体末端的出水槽6，所述出水槽6的宽度为10～20cm。所述进水口2和所述出水口3分别位于所述壳体1的两侧，且所述进水口2和所述出水口3的相对位置一致，尺寸一致。例如，结合参考图1和图2，所述进水口2和所述出水口3是设置在所述壳体1的外侧，且所述进水口2是设置在所述壳体1的起始端的底部，其内直径为40cm，所述进水口2的数量可为9个；所述出水口3是设置在所述出水槽6的外侧底部，其内直径为40cm，所述出水口3的数量也为9个。废水通过所述进水管2依次经过五个金属氧化物电极反应单元4处理后汇入出水槽6，从所述出水口3排出。

在本实用新型中，结合参考图1、图5，所述多反应槽的电催化氧化反应装置还包括有排渣口51，其可设置在所述缓冲槽5的底部，用于在所述多反应槽的电催化氧化反应装置运行过程中可间歇排渣，并取样检测各个金属氧化物电极反应单元的处理效率。在处理效率过低时，减小所述动力装置流速或提高所述反应装置的接入电流电压；在处理效率过高时，例如在图1中的第三、第四排渣口取样检测结果低于检测限时，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。

在本实用新型中，如图6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是与所述金属氧化物电极反应单元4的正极连接，第二线路82是与所述金属氧化物电极反应单元4的负极连接。

在本实用新型中，如图7所示，所述冷却装置9是用于所述多反应槽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是设置于所述多反应槽的电催化氧化反应装置的壳体外侧或所述多反应槽的电催化氧化反应装置的壳体与金属氧化物电极反应单元之间，用于传递反应单元运行过程中产生的反应热。

在本实用新型中，所述金属氧化物电极反应装置还可包括设置在所述壳体1上部的泡沫清除装置7。所述泡沫消除装置7采用链式刮脱或气体吹脱，用以消除装置运行过程产生的泡沫膨胀问题。所述泡沫清除装置可包括：设置在所述壳体1上方的清除刮板和电机，用于将所述清除刮板同所述电机相连的传动链条，用于将所述泡沫清除装置7清除的泡沫收集的收集槽。

比较例

采用本实用新型的多反应槽的电催化氧化反应装置对进行废水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多反应槽的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

由表可知，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实用新型揭露的技术范围内，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实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多反应槽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：所述壳体内设有多个依次相连的反应槽，所述多反应槽的电催化氧化反应装置还包括设置在各所述反应槽内的金属氧化物电极反应单元，各所述金属氧化物电极反应单元包括正极及负极；同一所述金属氧化物电极反应单元内的所述正极是由1个阳极板构成，所述负极是由2个阴极板并联构成，且同一所述金属氧化物电极反应单元内的所述阳极板与所述阴极板是交替间隔且相对设置；所述多个反应槽内的所述正极并联，所述负极并联。

2.根据权利要求1所述的一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述壳体内设置有隔板，所述隔板将所述壳体内的空间分割成多个所述反应槽，且相邻两个所述反应槽之间有缓冲槽间隔，每一所述反应槽内设置有一个所述金属氧化物电极反应单元。

3.根据权利要求2所述的一种多反应槽的电催化氧化电极反应装置，其特征在于，各所述反应槽是由位于进水一侧的第一隔板和位于出水一侧的第二隔板限定，且所述第一隔板比所述第二隔板高。

4.根据权利要求3所述的一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其特征在于，每一所述金属氧化物电极反应单元的所述阴极板是分别设置在所述第一隔板和所述第二隔板的内壁上。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述缓冲槽将一个所述反应槽的顶部和与之相邻的另一个所述反应槽的底部相连通。

6.根据权利要求2或3或4所述的一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其特征在于，各所述反应槽的底部设有布水板，所述布水板上具有多个布水穿孔。

7.根据权利要求1所述的一种多反应槽的电催化氧化电极反应装置，其特征在于，所述进水口和所述出水口分别位于所述壳体的两侧，且所述进水口和所述出水口相对位置一致，尺寸一致。

8.根据权利要求1所述的一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述金属氧化物电极反应装置还包括设置在所述壳体上部的泡沫清除装置。

9.根据权利要求8所述的一种多反应槽的电催化氧化反应装置，其特征在于，所述泡沫清除装置包括：设置在所述壳体上方的清除刮板和电机，用于将所述清除刮板同所述电机相连的传动链条，用于将所述泡沫清除装置清除的泡沫收集的收集槽。

10.根据权利要求1所述的一种多反应槽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。