CN205616601U - 一种三维电极协同紫外光催化反应器 - Google Patents
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Abstract
一种三维电极协同紫外光催化反应器，其组成包括紫外灯、电解槽、电极极板、粒子电极、直流稳压电源、曝气管、转子流量计、空气压缩机；在紫外灯照射下，直流稳压电源提供电压，石墨电极做阳极，钛板做阴极，颗粒活性炭为粒子电极，曝气管进行曝气；与传统二维电极相比三维电极增加了工作电极表面积，减小了反应物迁移的距离，提高了电解效率，并且在紫外光源的光催化作用下可以大大提高废水处理效率。上述三维电极协同紫外光催化反应器将三维电极法处理技术进行改善,充分发挥了三维电极本身具有的优势,结合紫外光催化作用,使其形成协同效应,从而使该技术的实用性得到提高,拥有一个更加广阔的发展空间。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种三维电极协同紫外光催化反应器。
背景技术
纺织染料行业产生的废水量较大，是工业水污染的主要污染源之一。染料废水成份复杂,浓度高、色度深、水质变化较大、难于处理。目前，针对染料废水的处理方法有物理法、化学法、生物法等，但因为本身条件限制处理效果并不理想。近年来伴随电力工业的不断发展，电化学法正逐步成为一种应用十分广泛的水处理技术。传统二维电极极板面积与体积之比较小，单位槽体处理量小，电流效率较低，三维电极比传统二维电极电流效率高、时空产率大。但是要在废水处理的实践之中取得更广泛的应用,仍需采取措施提高电极材料所具有的催化性能,从而提高电流效率、降低能量消耗。这就需要对各个因素进行一系列的研究,从而设计出科学的床体结构,优化各项设计参数,改进填料、反应条件等。此外,三维电极法与其他技术的联用也是目前的研究方向。
实用新型内容
本实用新型在三维电极法的基础上结合紫外光催化开发出了三维电极协同紫外光催化反应器，主要应用于上述难降解的工业染料废水，目的在于利用两种技术的联用提高废水处理效率、降低成本，促进电化学方法在废水处理中的应用。
本实用新型采用的技术方案是：一种三维电极协同紫外光催化反应器，其组成包括紫外灯、电解槽、电极极板、粒子电极、直流稳压电源、曝气管、转子流量计、空气压缩机；所述紫外灯位于电解槽中间位置用以提供光源，所述曝气管位于电解槽底部，曝气管上方设置有布气板，曝气管通过转子流量计与空气压缩机相连接，通过空气压缩机为曝气管提供气体，通过转子流量计调节曝气管的曝气量大小；所述电极极板位于电解槽内并置于布气板上方，所述直流稳压电源与电极极板相连接。
所述电极极板包括阳极极板和阴极极板，所述阳极极板和阴极极板分别位于布气板上方左右两侧，所述阳极极板采用石墨电极，阴极极板采用钛板；所述阳极极板和阴极极板的间距可调。
所述粒子电极采用颗粒活性炭。
所述电解槽的尺寸为14cm×12cm×20cm；在电解槽高12cm处设置有取样口，电解槽底部设置排水阀。
在紫外灯照射下，直流稳压电源提供电压，阳极采用石墨电极发生氧化反应，钛板做阴极发生还原反应，颗粒活性炭为粒子电极，通过空气压缩机为曝气管提供气体，采用转子流量计控制曝气量的大小。
上述三维电极协同紫外光催化反应装置，其使用方法包括如下步骤：
第一步，调节电解槽內极板间距，放入粒子电极,并将废水导入到电解槽内；
第二步，调节废水初始PH，设置电压，调节曝气量，打开紫外灯光源；每隔一段时间通过取样口取水样监测废水指标，直至出水达到排放指标后排放。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、利用电化学法处理废水，处理效果优于物理法、化学法和生物法等传统水处理工艺。
2、采用三维电极处理技术，克服了二维电极处理技术的缺点，增加了单位槽体积处理量，增大了传质移动速度，提高了电解效率，并且占地面积小易于管理。
3、利用紫外光的催化作用降解废水中的污染物，两种技术的联用不仅提高了光催化反应效率，也使装置整体的处理效果大大提升了。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
其中：1、紫外灯，2、石墨电极，3、钛板，4、颗粒活性炭，5、空气压缩机，6、转子流量计，7、布气板，8、直流稳压电源，9、曝气管，10、电解槽。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。
实施例：如图1所示的三维电极协同紫外灯催化反应装置，其组成包括：紫外灯1、电解槽10、电极极板、粒子电极、直流稳压电源8、曝气管9、转子流量计6、空气压缩机5；所述紫外灯1位于电解槽10中间位置，所述曝气管9位于电解槽10底部，曝气管10上方设置有布气板7，曝气管9通过转子流量计6与空气压缩机5相连接，通过转子流量计6调节曝气管9的曝气量大小；所述电极极板位于电解槽10内并置于布气板7上方，所述直流稳压电源8与电极极板相连接。
所述电极极板包括阳极极板和阴极极板，所述阳极极板和阴极极板分别位于布气板7上方左右两侧，所述阳极极板采用石墨电极2，阴极极板采用钛板3；所述阳极和阴极的间距可调。
所述粒子电极采用颗粒活性炭4。
所述电解槽10的尺寸为14cm×12cm×20cm；在电解槽10高12cm处设置有取样口，电解槽底部设置排水阀。
所述石墨电极板2和钛板3的规格为100mm×100mm，通过导线分别与直流稳压电源的正、负极连接，石墨电极2和钛板3间距可调。
上述三维电极协同紫外光反应装置，其使用方法包括如下步骤：
第一步，通过铜导线将石墨电极板2、钛极板3与直流稳压电源8正、负极相连，调节电解槽10内石墨电极板2和钛极板3的间距为70mm，加入直径为3mm的柱状颗粒活性炭50g, 曝气量调节到13L/min；
第二步，将染料废水导入到电解槽10内，向电解槽10内投加电解质Na2SO4，每L 废水中投加1gNa2SO4，并调节染料废水的初始pH值为3，打开紫外灯1、直流稳压电源8和空气压缩机5，每隔10min通过取样口取水样监测废水指标，直至出水达到排放指标后排放；本装置在外加电场的作用下，利用颗粒活性炭4加强了电解作用，在电解槽10内会生成许多具有催化活性的自由基,具有强氧化性和催化活性的自由基对废水中的有机物的降解达到了很好的效果，曝气管9不仅为反应提供了氧气，并且大大减少了短路电流，增加了物质移动速度，提高了电解效率，与此同时紫外灯1提供的光源也对反应起到了十分重要的催化氧化作用，有效地利用光能降解了有机污染物。光电结合的方法不仅操作简单、价格低廉、降低能耗，而且无二次污染，有广阔的发展前景。
上述实施例仅仅是对本实用新型构思实现形式的列举，本实用新型的保护范围不仅限于上述实施例，本实用新型的保护范围可延伸至本领域技术人员依据本实用新型的技术构思所能想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.一种三维电极协同紫外光催化反应器，其组成包括紫外灯、电解槽、电极极板、粒子电极、直流稳压电源、曝气管、转子流量计、空气压缩机；其特征在于：所述紫外灯位于电解槽中间位置，所述曝气管位于电解槽底部，曝气管上方设置有布气板，曝气管通过转子流量计与空气压缩机相连接，所述电极极板位于电解槽内并置于布气板上方，所述直流稳压电源与电极极板相连接。
2.根据权利要求1所述的一种三维电极协同紫外光催化反应器，其特征在于，所述电极极板包括阳极极板和阴极极板，所述阳极极板和阴极极板分别位于布气板上方左右两侧，所述阳极极板采用石墨电极，阴极极板采用钛板。
3.根据权利要求1所述的一种三维电极协同紫外光催化反应器，其特征在于，所述粒子电极采用颗粒活性炭。
4.根据权利要求1所述的一种三维电极协同紫外光催化反应器，其特征在于，所述电解槽的尺寸为14cm×12cm×20cm。
5.根据权利要求1所述的一种三维电极协同紫外光催化反应器，其特征在于，通过转子流量计调节曝气管的曝气量大小。
6.根据权利要求2所述的一种三维电极协同紫外光催化反应器，其特征在于，所述阳极极板和阴极极板的间距可调。
7.根据权利要求4所述的一种三维电极协同紫外光催化反应器，其特征在于，在电解槽高12cm处设置有取样口，电解槽底部设置排水阀。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106587281A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-04-26 | 深圳市天得环境科技有限公司 | 电催化处理碱性染料废水的装置及方法 |
| CN106745530A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 深圳市天得环境科技有限公司 | 电催化处理酸性藏蓝染料的方法及装置 |
| CN107459101A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-12 | 辽宁大学 | 一种新型光电催化三维电极体系及其制备方法和应用 |
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2016
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