CN205500861U - 一种可拆卸式电催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可拆卸式电催化氧化装置，包括壳体、电极、进水管和出水管；所述电极设置在所述壳体的反应腔内，电极之间填设有填料；所述壳体由顶盖、底座和若干节反应器单元叠放连接构成。电催化氧化主反应器采用单元式结构，可根据实际水质情况和出水指标要求，增减标准反应器单元，以最小的成本达到最佳的处理效果，而且拆卸方便、组装简单，劳动强度低。

Description

一种可拆卸式电催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及一种电催化氧化装置，应用于电化学污、废水处理领域，尤其是一种可拆卸式电催化氧化装置。

背景技术

随着工农业的迅速发展，生产过程中产生的废水种类和数量迅猛增加，带来的污染日趋广泛和严重，并已经严重威胁到人类的健康和安全。其中尤其是某些难降解的有机废水，其成分更复杂，有些甚至还有毒性，这类废水处理比城市污水处理更困难也更重要，常规的处理方法很难使水质达标排放。

目前主要的处理方法除了常规的物理、化学、生物等外，就是各种深度氧化技术，如湿式催化氧化技术、超临界氧化、光催化氧化、臭氧催化以及化学药剂氧化等，但是上述方法都存在各自的优缺点，有的是成本太高、有的去除效果不理想、有的甚至会带来二次污染，另外，还有些处理技术设备体积较大，移动运输成本比较高，操作维护不方便。

作为一种只消耗电能的电化学方法在污水处理领域得到越来越广泛的应用，尤其是近年来采用电催化氧化法处理高难废水的文章、专利以及实际案例等更是屡见不鲜，采用DSA电极的电催化氧化技术，具有应用范围广、去除效率高、操作简单、维护方便等特点，而且不会带来二次污染，使得该技术在废水处理领域倍受青睐，因此该技术也得到了不断发展和完善，各种专利层出不穷。但是仍然存在诸如去除效率不高，结构复杂、移动运输不方便、运行成本较高以及加药量大等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够降低加药量的可拆卸式电催化氧化装置。具体技术方案为：

一种可拆卸式电催化氧化装置，包括壳体、电极、进水管和出水管；所述电极设置在所述壳体的反应腔内，电极之间填设有填料；所述壳体由顶盖、底座和若干节反应器单元叠放连接构成。

进一步，所述反应器单元由中间电极、电极支架组成；设置在反应器单元顶面和底面的中间电极之间填充有填料。

进一步，所述反应器单元之间以及反应器单元与顶盖或底座均通过法兰连接。

进一步，还包括调节池，所述调节池通过管路与设置在壳体顶部的出水管连接。

进一步，所述调节池的顶部设置有加药泵。

进一步，所述调节池的底部为漏斗状。

进一步，所述反应腔的底部设置有布水器。

进一步，所述电极为网状结构。

进一步，所述电极中DSA电极为表面覆有二氧化铱和五氧化二钽涂层的钛电极。

进一步，所述填料为催化剂填料。

本实用新型公开的一种可拆卸式高效电催化氧化装置，电催化氧化主反应器采用单元式结构，可根据实际水质情况和出水指标要求，增减标准反应器单元，以最小的成本达到最佳的处理效果，而且拆卸方便、组装简单，劳动强度低；使用新型铱钽涂层钛电极可以在较低的电流密度下，达到更好的处理效果，并降低运行成本；网状电极与催化剂填料共同组成多维电极，使电催化氧化反应更加充分，反应更加高效；如果废水中氯离子含量较高，可能会有次氯酸在出水中有所残留，可通过加入硫酸亚铁与其发生类芬顿化反应的方法予以消除，并进一步降低COD值，提高废水降解效果，降低处理成本。最后，本实用新型在处理高难有机废水时能够最大限度的提升去除效果，并降低运行成本，同时具有组装、拆卸简单，适用范围广，灵活性强，加药点少且加药量小，维护方便，劳动强度低等特点。

附图说明

图1为本实用新型可拆卸式电催化氧化装置结构示意图。

图中：1、壳体； 2、电极接线柱 ；3、底座；4、电极支架；5、集电极；6、顶盖；7、排污管；8、进水管；9、布水器；10、法兰；11、端电极；12、中间电极；13、出水挡板；14、出水管；15、气体回收器；16、调节池；17、排污管；18、底面；19、产水输出管；20、溢流挡板；21、加药泵。

具体实施方式

下面利用实施例对本实用新型进行更全面的说明。本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，本实施例中的可拆卸式电催化氧化装置，包括壳体1、电极、进水管8和出水管14。壳体1为圆柱状，内部为反应腔。电极设置在壳体1的反应腔内，电极之间填设有填料；壳体1由顶盖6、底座3和3节反应器单元叠放连接构成。进水管8设置在底座3的侧壁上；出水管14设置在顶盖6的顶部，出水管14的顶端与气体回收器15连接，多余的气体由安装在顶盖6上的气体回收器15回收。该装置组装简单、拆卸方便。当然，反应器单元的数量不限于图中的3个，可根据来水水质和出水指标要求，增减电催化氧化反应器的反应器单元数量。

反应器单元顶面和底面设置有中间电极12；中间电极12之间通过电极支架4支撑；填料填充在两个中间电极12和反应腔内壁构成的空间内；各反应器单元内填料的数量尽可能相同。反应器单元之间的电极也通过电极支架4支撑。反应器单元可以设置4层中间电极12，当然也可以是2层、3层中间电极12。

反应器单元之间以及反应器单元与顶盖6或底座3均通过法兰10密封连接。

端电极11与出水管14之间设置有出水挡板13，出水挡板13将废水中的泡沫消除，有利于气体的排除。

反应腔的底部设置有布水器9，可以使废水出水更均匀。

底座3底部设置有管口，与进水管8和排污管17连接，还可以通过进水管8冲洗排污管17。

电极为网状结构，可以增加比表面积的同时增加水的透过性，使反应更加充分。网状电极与催化剂填料共同组成多维电极，可以使电催化氧化反应更加充分，反应效率更高；另外，在废水中氯离子含量较高时，能够在电催化氧化过程中转化生成次氯酸等氧化剂，该物质对降解COD有一定的促进作用。

电极中DSA电极为表面覆有二氧化铱和五氧化二钽涂层的钛电极，使其可以在较低的电压下，达到较高的处理效果。

电极之间的填料采用催化剂填料，对有机物具有更好的降解效果。

电催化氧化装置包括调节池16，调节池16通过管路与出水管14连接。在调节池16的顶部设置有加药泵21。调节池16除了具有集水功能，还具有一定的水质调节功能，如pH值，可通过加药泵21将酸或碱液加入废水中进行调节，而如果原废水中的氯离子含量超过一定数值时，就会使次氯酸在出水中有所残留，可通过加入硫酸亚铁与其发生类芬顿化反应的方法予以消除，并进一步降低COD值。

调节池16的底部为漏斗状。废水中的沉淀物沉淀在漏斗状的底面18上，经顶部出水管14中的废水冲击，逐渐集中到漏斗口，并从底部的排污管7排出。底面18上设置有环形的溢流挡板20，溢流挡板20的底沿与底面18焊接在一起，使废水在调节池16中沉淀后，上方的产水从溢流挡板20的上方溢出，从产水输出管19流出。

具体工作时，并连接好进出水管线，通过电极接线柱2连接直流电源，其中底座与主反应器结合处为集电极5，即正极；顶盖与主反应器的结合处为端电极11即负极，分别与直流稳压电源的正负极相连；当然，电源极性也可以反接。

设备安装好以后，并设置好工作参数，如电流、电压、流量等，即可进入工作状态；

废水由装置下方的进水管8，通过提升泵打入，首先要经过装在底座3上的布水器9，使其更加均匀的进入装置的工作腔内。

当水流经电极表面时，其中的大部分带电或不带电的有机物通过特性吸附或者电场力的作用，会在电极的表面富集，当电极电位达到某些物质的氧化还原电位时，就会发生得失电子的反应，尤其是正极发生的氧化反应，即这部分有机物会被氧化成小分子有机物，或者直接氧化成二氧化碳和水。

电极表面的铱钽氧化物涂层具有降低某些污染物质的氧化还原电位的效果，与具有对COD降解起到催化作用的填料共同作用，能够使大部分的有机物得到充分的降解

电极表面还会产生一些氧化性极强的中间物质，如羟基自由基等，这类物质的存在能够促使废水中的有机物得到进一步的氧化降解。

如果废水中还含有较高浓度的氯离子，还会在水中形成较高浓度的次氯酸（电极表面生成的氯气与水反应生成），其具有较强的氧化性，对废水中的某些有机物物质有一定的降解作用。

随着废水流过每一个反应单元，都会得到不同程度的降解，通过增减实际参与反应的电极对数和调整进水流量（停留时间），就可以使所处理的废水水质达到所需要的处理效果。

水通过上方的出水管14进入调节池16，如果废水中有多余的次氯酸，可以通过加药泵21向其中加入硫酸亚铁，与其共同作用发生类芬顿化反应，在消耗掉多余的次氯酸的同时，进一步降低出水的COD值，保证出水效果。

本装置可以有效降低废水的COD值。以中国大港油田采出水为例，废水絮凝之后其COD为1100 mg/L，氨氮14.0 mg/L，氯离子含量5000 mg/L，经本实施例中的电催化氧化装置电催化氧化处理后，测得的COD为142 mg/L，氨氮含量为0.18 mg/L；其出水次氯酸含量为2100 mg/L，再经类芬顿氧化处理1 h，最终出水的COD为48 mg/L，氨氮含量为0.16 mg/L，氯离子为3100 mg/L。

上述示例只是用于说明本实用新型，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本实用新型思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.一种可拆卸式电催化氧化装置，包括壳体、电极、进水管和出水管；所述电极设置在所述壳体的反应腔内，电极之间填设有填料；其特征在于，所述壳体由顶盖、若干节反应器单元和底座依次连接构成。

2.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述反应器单元由中间电极、电极支架组成；设置在反应器单元顶面和底面的中间电极之间填充有填料。

3.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述反应器单元之间以及反应器单元与所述顶盖或所述底座均通过法兰连接。

4.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，还包括调节池，所述调节池通过管路与设置在壳体顶部的出水管连接。

5.如权利要求4所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述调节池的顶部设置有加药泵。

6.如权利要求4所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述调节池的底部为漏斗状。

7.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述反应腔的底部设置有布水器。

8.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述电极为网状结构。

9.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述电极中DSA电极为表面覆有二氧化铱和五氧化二钽涂层的钛电极。

10.如权利要求1所述的可拆卸式电催化氧化装置，其特征在于，所述填料为催化剂填料。