CN209210446U - 一种新型三维电极反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型三维电极反应装置，属于废水处理及固废资源化利用领域。该新型三维电极反应装置包括三维电极反应器、微孔曝气管、阴极、阳极、粒子电极、直流电源；本实用新型采用吸附饱和活性炭颗粒作为粒子电极，提高了有机废水处理的电催化氧化效率；同时，在反应过程中也将活性炭颗粒吸附的有机物降解完全，实现废弃活性炭颗粒的再生及循环利用，大幅的降低了工艺的运行处理成本，实现清洁生产的工艺要求，将废弃物的处理处置与资源化利用有效结合起来，适于推广使用。

Description

一种新型三维电极反应装置

技术领域

本实用新型属于环境工程领域，具体涉及一种新型三维电极反应装置。

背景技术

难降解有机废水的处理一直是工业废水处理中的难点，难降解有机废水的处理方法有化学法、生物法等等，化学法处理废水需投加氧化剂，絮凝剂等化学药品，且设备体积大、占地多、后续处理复杂，成本较大；生物处理技术能处理废水中可生化降解的物质，因而只能有限去除废水中的COD和色度；与之相比电化学法处理废水，具有设备体积小，占地少，操作简单灵活，污泥量少，后处理简单等特点。虽然传统二维电极法存在着能耗大、成本高等缺点，但随着技术进步，电化学工艺不断提高，使电化学法在污水处理领域的应用更为有效，应用范围更加广阔。作为二维电极的进一步发展，三维电极反应器具有较大的比表面积，更好的传质效率和较高的电流效率，是一种具有较高实用和理论价值的电化学反应器，在废水处理中得到了很多应用，但是目前现有技术利用三维电极反应器处理难降解有机废水仍然面临着三维电极反应器结构复杂、运行成本高等问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术的问题，本实用新型的目的是提供一种新型三维电极反应装置。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型三维电极反应装置，其包括三维电极反应器、微孔曝气管、阴极、阳极、粒子电极、直流电源；所述粒子电极由吸附饱和的活性炭粒子构成；所述的三维电极反应器含有出液口、进液口和活性炭出口，所述进液口用于通入待处理的有机废水，所述出液口用于排出处理后的有机废水，所述活性炭出口设置在三维电极反应器的底端，用于排出再生的活性炭粒子；所述微孔曝气管用于向三维电极反应器内通入空气。

优选地，所述出液口、进液口以斜对角的方式设置在三维电极反应器的两侧。

优选地，采用石墨电极作为阴极、阳极，阴极和阳极的电极板间距为4～8cm。

优选地，所述活性炭出口设有可活动泥斗装置，用于排出所吸附有机物降解完全的活性炭粒子；所述可活动泥斗装置为倒锥台形漏斗，底部平板由两块平板拼合组成。

优选地，所述可活动泥斗装置的底部两平板的外侧通过铰链与可活动泥斗装置的主体铰接，通过平板的开合控制活性炭出口的打开和关闭，驱动机构为控制平板以铰链转轴为中心旋转的转动驱动机构。

优选地，所述微孔曝气管铺设在三维电极反应器的底部，位于所述阴极板和阳极板下方，位于所述可活动泥斗装置的上方。

基于上述反应装置的活性炭粒子的再生的过程为：

将吸附饱和的活性炭颗粒装入三维电极反应器中作为粒子电极，通过三维电极反应器的进液口通入待处理的有机废水，调节控制三维电极反应器的反应参数，利用三维电催化氧化技术将有机废水及活性炭粒子电极颗粒表面的有机物降解，待降解完全后，经由三级反应器底部的可活动泥斗装置排出再生的活性炭粒子，烘干作为吸附剂循环使用。

三维电极反应器的反应参数优选为：电流密度为20～80mA/cm²，反应时间为30～120min，粒子电极的含量为处理废水量的1%～5%，反应pH为5～9。

有益效果：

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型利用吸附饱和的活性炭粒子作为粒子电极的新型三维电极反应装置去除废水中的有机物，与现有技术相比，该技术具有更好的有机物降解效果。

（2）本实用新型采用吸附饱和的活性炭颗粒作为粒子电极，在进行电催化氧化反应的同时，能使自身吸附的有机物降解完全，实现了以废治废的思路，降低了经济成本，同时能另其实现循环利用，适宜推广使用。

（3）本实用新型利用三维电极反应技术去除废水中的有机物，与其他方法相比，该技术具有更高的电流效率，能耗、处理成本较低。

附图说明

图1为本实用新型的三维电极装置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

采用本实用新型处理江苏某染料企业生产废水，其运行条件为：待处理的有机废水由三维电极反应器2的进液口3进入三维电极反应器，处理完成后的有机废水经由三维电极反应器2的出液口1排出；反应器底部设置微孔曝气管4，曝气量为13m³/min；采用高纯度石墨作为反应器阴极6和阳极7，将吸附饱和的活性炭粒子电极8置于阴极和阳极之间，阴极6和阳极7的间距为4cm；三维电极反应器运行电流密度为30mA/cm²，反应时间40min，吸附饱和的活性炭粒子电极投加量为处理废水质量的1%，反应pH为6。废水进水COD为5628mg/L、色度为150倍，经上述反应处理后，废水出水COD降至1828mg/L，COD去除率为67.5%，色度约为10倍。反应完成后，经由三级反应器2底部的活性炭出口5可活动泥斗装置排出再生的活性炭粒子，烘干作为吸附剂循环使用。

实施例2

采用本实用新型处理江苏某农药化工生产废水，其运行条件为：待处理的有机废水由三维电极反应器2斜对角的一侧进液口3进入三维电极反应器，处理完成后的有机废水经由三维电极反应器2斜对角的一侧的出液口1排出；三维电极反应器底部设置微孔曝气管4，曝气量为15m³/min；采用高纯度石墨作为反应器阴极6和阳极7，将吸附饱和的活性炭粒子8电极置于阴极6和阳极7之间，阴极6和阳极7的间距为6cm；三维电极反应器运行电流密度为50mA/cm²，反应时间60min，粒子电极投加量为处理废水质量的3 %，反应pH为8。废水进水COD为12496mg/L、色度为200倍，经上述反应处理后，废水出水COD降至3581mg/L，COD去除率为71.3%，色度约为25倍。反应完成后，经由三级反应器2底部的活性炭出口5的可活动泥斗装置排出再生的活性炭粒子，烘干作为吸附剂循环使用。

实施例3

采用本实用新型处理浙江某化工企业生产废水，其运行条件为：待处理的有机废水由三维电极反应器2斜对角的一侧进液口3进入三维电极反应器，处理完成后的有机废水经由三维电极反应器2斜对角的一侧的出液口1排出；三维电极反应器2底部设置微孔曝气管4，曝气量为20m³/min；采用高纯度石墨作为反应器阴极6和阳极7，将吸附饱和的活性炭粒子电极8置于阳极6和阴极7之间，阴极6和阳极7的间距为8cm，三维电极反应器2运行电流密度为80mA/cm²，反应时间120min，粒子电极投加量为处理废水质量的5%，反应pH为9。废水进水COD为18537mg/L、色度为100倍，经上述反应处理后，废水出水COD降至4794mg/L，COD去除率为74.1%，色度约为10倍。反应完成后，经由三级反应器2底部活性炭出口5的可活动泥斗装置排出再生的活性炭粒子，烘干作为吸附剂循环使用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种新型三维电极反应装置，其特征在于：包括三维电极反应器（2）、微孔曝气管（4）、阴极（6）、阳极（7）、粒子电极（8）、直流电源（9）；

所述阴极（6）和阳极（7）位于三维电极反应器（2）内，分别与直流电源（9）的正负极相连接；所述粒子电极（8）由吸附饱和的活性炭粒子构成,投入三维电极反应器（2）内，置于所述阴极（6）和阳极（7）之间；所述三维电极反应器（2）设有进液口（3）、出液口（1）和活性炭出口（5），所述进液口（3）用于通入待处理的有机废水，所述出液口（1）用于排出处理后的有机废水，所述活性炭出口（5）设置在三维电极反应器（2）的底端，用于排出再生的活性炭粒子；所述微孔曝气管（4）用于向三维电极反应器（2）内通入空气。

2.根据权利要求1所述一种新型三维电极反应装置，其特征在于所述出液口（1）、进液口（3）以斜对角的方式设置在三维电极反应器（2）的两侧。

3.根据权利要求1所述一种新型三维电极反应装置，其特征在于采用石墨电极作为阴极（6）、阳极（7），阴极（6）和阳极（7）的电极板间距为4～8cm。

4.根据权利要求1所述一种新型三维电极反应装置，其特征在于所述活性炭出口（5）设有可活动泥斗装置，用于排出所吸附有机物降解完全的活性炭粒子；所述可活动泥斗装置为倒锥台形漏斗，底部平板由两块平板拼合组成。

5.根据权利要求4所述一种新型三维电极反应装置，其特征在于两平板的外侧通过铰链与可活动泥斗装置的主体铰接，通过平板的开合控制活性炭出口的打开和关闭，驱动机构为控制平板以铰链转轴为中心旋转的转动驱动机构。

6.根据权利要求4所述一种新型三维电极反应装置，其特征在于所述微孔曝气管（4）铺设在三维电极反应器（2）的底部，位于所述阳极（7）和阴极（6）下方、所述可活动泥斗装置的上方。