CN215855255U - 一种有机废水污染物电化学降解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机废水污染物电化学降解装置，旨在提升电化学降解有机废水的效率。为此，本实用新型实施例提供的有机废水污染物电化学降解装置，包括反应槽、电极板和电源，所述电极板设置于所述反应槽中，所述电源电连接于所述电极板，还包括网状框体，所述网状框体设置于所述反应槽中，所述电极板插入所述网状框体中，所述网状框体与所述电极板之间填充有颗粒电极。

Description

一种有机废水污染物电化学降解装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种有机废水污染物电化学降解装置。

背景技术

废水处理就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源的目的。在上述各种废水处理方法中，电化学法具有经济、高效、环境友好等优点。但是需要指出的是，目前电化学法通常采用二维电极法进行有机废水中有机污染物的处理，但是二维电极法由于电极面体积小，降解废水溶液的效果并不好。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种有机废水污染物电化学降解装置，旨在提升电化学降解有机废水的效率。

为此，本实用新型实施例提供的有机废水污染物电化学降解装置，包括反应槽、电极板和电源，所述电极板设置于所述反应槽中，所述电源电连接于所述电极板，所述反应槽中位于每块所述电极板外均设有网状框体，所述电极板插在所述网状框体中，所述网状框体与所述电极板之间填充有颗粒电极。

具体的，所述网状框体为一绝缘框。

具体的，所述绝缘框采用聚四氟乙烯框。

具体的，所述网状框体的顶部设有供所述电极板匹配穿插的槽口。

具体的，所述反应槽的底部还设有曝气盘。

具体的，与所述电源的正极相连的所述电极板可以为：钛网、BDD电极、铂电极、DSA(dimensional stable anode,DSA)电极，其中所述DSA电极包括钛基钌电极、钛基铱电极、钛基氧化锡电极和钛基氧化铅电极中的一种。

具体的，与所述电源的负极相连的所述电极板可以为：Cu电极、Co电极、BDD电极、钛网、不锈钢网、石墨类电极，其中所述石墨类电极包括石墨毡电极和石墨烯电极中的一种。

颗粒电极可以采用钛颗粒小球、铁碳颗粒小球、铁-碳铝-颗粒小球、铁-碳-铜颗粒小球、活性炭-高岭土-铁颗粒电极、活性碳颗粒小球、BDD颗粒小球中的一种或两种或多种的组合。

具体的，所述曝气盘通过导气管与反应槽外的供气结构相连接，所述供气结构为氧气瓶、臭氧发生器或空气泵。

与现有技术相比，本实用新型至少一个实施例具有如下有益效果：在电极板外包覆有颗粒电极，不仅增大了电极表面活性面积，从而更有利于活性基团在电极表面的产生并与溶液发生作用促进降解，同时多孔道颗粒电极间隙还增强了电解过程中的传质，使得整个降解装置不仅能够提升电化学降解有机废水的效率和速率，而且还可以降低处理能耗，特别适应于有机废水或污水的处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的有机废水污染物电化学降解装置结构示意图；

其中：1、反应槽；2、电极板；3、电源；4、网状框体；5、颗粒电极；501、掺硼金刚石颗粒；502、铁碳颗粒；6、曝气盘；7、导气管；8、供气结构。

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清楚、完整地描述，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作出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1，一种有机废水污染物电化学降解装置，包括反应槽1、电极板2、电源3和网状框体4，电极板2设置于反应槽1中，电源3(直流)电连接于电极板2，网状框体4设置于反应槽1中，电极板2插入对应的网状框体4中，网状框体4与电极板2之间填充有颗粒电极5。其中，网状框体4是指在框体的各个面上均匀分布有网孔，在反应槽1的侧壁上设有进液口和出液口。

本实施例与传统降解装置相比，因在电极板2外包覆有颗粒电极5，增大了电极表面活性面积，从而更有利于活性基团在电极表面的产生并与溶液发生作用促进降解；此外，颗粒电极5之间的间隙构成的多孔道结构还增强了电解过程中的传质，使得整个降解装置不仅能够提升电化学降解有机废水的效率和速率，而且还可以降低处理能耗，特别适应于有机废水或污水的处理。

本实施例中，网状框体4的网孔尺寸要小于颗粒电极5的尺寸，也即颗粒电极5通过网状框体4被限制在网状框体4与电极板2之间，而不能流动至反应槽1其他部位处。这样的设计使得颗粒电极5不会进入到净化完成后的废水中，减少了后续对废水过滤以除去颗粒电极5的步骤；此外，颗粒电极5更换也非常方便。至于颗粒电极5的粒径大小，本领域技术人员可以依据具体的净化要求作适应性调整，在此不再赘述。

具体的，为防止颗粒电极5从网状框体4中跑出，网状框体4的各个面均封闭设置，只在网状框体4的顶面上设置供电极板2匹配穿插的槽口，电极板2从该插口插入网状框体4中后，通过螺钉等紧固件与网状框体4固定连接。

参见图1，在一些实施例中，网状框体4采用绝缘材质制作，这样设计的可以防止电流从其中一电极板2直接流到另一电极板2，起到防止电流短路的目的。在实际应用中，网状框体4可以采用耐腐蚀性好的聚四氟乙烯绳编织而成。

参见图1，在另一些实施例中，为增加电子受体的数量，扩大电极反应的电势差，提高氧化还原电位，提高电解反应速度，在反应槽1的底部还可以增设曝气盘6，曝气盘6通过导气管7与反应槽1外的诸如氧气瓶或空气泵等供气结构8相连接。此外，供气结构8还可以采用臭氧发生器，这样的设计使得该降解装置还耦合了臭氧降解技术，可以进一步提高处理效果。

需要解释说明的是，与电源3的正极相连的电极板2(阳极板)可以采用金属钛网，与电源3的负极相连的电极板2(阴极板)则采用不锈钢网或金属钛网，这样的设计目的在于，相比采用不锈钢网等耗损性阳极，阳极板采用金属钛网，具有良好的导电性，极距变化小，耐腐蚀性强，机械强度和加工性能好，寿命长等优点。当然阳极板2还可以为BDD电极、铂电极、DSA(dimensional stable anode,DSA)电极，其中所述DSA电极包括钛基钌电极、钛基铱电极、钛基氧化锡电极和钛基氧化铅电极中的一种。阴极板的材料还可以采用Cu电极、Co电极、BDD电极、石墨类电极，其中所述石墨类电极包括石墨毡电极和石墨烯电极中的一种。

参见图1，在另一些实施例中，颗粒电极5包括掺硼金刚石颗粒(BDD颗粒)501和铁碳颗粒502，这样设计的具有如下优点效果：1)掺硼金刚石颗粒501具有很高的机械强度、化学惰性、优异的电化学性能、抗腐蚀性强，即使在酸碱度比较苛刻的条件下，仍能保持电极活性和稳定性，在相同的电流密度下能高效率地产生羟基自由基，从而使有机物能快速被去除，可以在强腐蚀介质中长期稳定的工作，相比于其他颗粒电极5对水体内有机污染物具有更高的矿化作用；2)铁碳颗粒502在阴阳极之间会被极化，铁碳会新成微小原电池，原电池的形成将会增加电流密度，进而增加了电解过程中电极板2的电流密度；3)另外，在电解过程中阴极产生H2O2，铁碳颗粒502中的Fe2+催化H2O2产生羟基自由基使有机物被氧化降解，达到更好的处理效果。当然，颗粒电极也可以采用钛颗粒小球、铁-碳颗粒小球、铁-碳铝-颗粒小球、铁-碳-铜颗粒小球、活性炭-高岭土-铁颗粒电极、活性碳颗粒小球、BDD颗粒小球中的一种或两种或多种的组合。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

Claims (9)

1.一种有机废水污染物电化学降解装置，包括反应槽(1)、电极板(2)和电源(3)，所述电极板(2)设置于所述反应槽(1)中，所述电源(3)电连接于所述电极板(2)，其特征在于：所述反应槽(1)中位于每块所述电极板(2)外均设有网状框体(4)，所述电极板(2)插在所述网状框体(4)中，所述网状框体(4)与所述电极板(2)之间填充有颗粒电极(5)。

2.根据权利要求1所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：所述网状框体(4)为一绝缘框。

3.根据权利要求2所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：所述绝缘框采用聚四氟乙烯框。

4.根据权利要求2所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：所述网状框体(4)的顶部设有供所述电极板(2)匹配穿插的槽口。

5.根据权利要求1-4任一项所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：所述颗粒电极(5)包括掺硼金刚石颗粒(501)和铁碳颗粒(502)。

6.根据权利要求5所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：与所述电源(3)的正极相连的所述电极板(2)采用金属钛网。

7.根据权利要求5所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：所述反应槽(1)的底部还设有曝气盘(6)。

8.根据权利要求7所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：所述曝气盘(6)通过导气管(7)与反应槽(1)外的供气结构(8)相连接，所述供气结构(8)为氧气瓶、臭氧发生器或空气泵。

9.根据权利要求5所述的有机废水污染物电化学降解装置，其特征在于：与所述电源(3)的负极相连的所述电极板(2)采用不锈钢网或金属钛网。

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