CN219174283U - 一种撬装式三维旋转电催化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种撬装式三维旋转电催化装置，具体涉及废水处理技术领域，包括罐体，罐体内部设置管式阴极、粒子电极和管式阳极，所述粒子电极通过导电陶瓷膜结构包裹固定于管式阴极和管式阳极之间，所述导电陶瓷膜结构撬装固定于旋转布水底座上，所述罐体顶部设置减速电机，所述减速电机通过旋转中心轴和旋转布水底座相连，带动粒子电极共同旋转，所述旋转布水底座的底部安装超声振动装置。本实用新型反应器运行过程中，粒子电极持续保持旋转运动状态，减缓电极堵塞，使传质更充分，且粒子电极便于组装拆卸，增大了实用性。

Description

一种撬装式三维旋转电催化装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种撬装式三维旋转电催化装置。

背景技术

我国水资源短缺问题严峻，且随着工业的迅速发展，有机废水的种类及排放量日益增多，其成分复杂，含有许多难降解有机物，对环境和人类产生巨大的危害。针对这类难降解有毒有害污染物，相比于生物处理，高级氧化技术具有更大的优势。高级氧化技术包括臭氧催化氧化法、光催化氧化、电催化氧化、Fenton、超声波处理、湿式催化氧化及微波诱导催化氧化等。其中，电催化氧化法氧化能力强，工艺简单，不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。

电催化氧化水处理技术是一种绿色水处理技术，其主要原理是利用电位差调控电子流向，使得污染物质在电极界面或溶液中完成降解或转化过程，以实现水质净化。电催化氧化水处理技术相比传统水处理技术，具有清洁、可控等优势，近年来逐渐成为水污染处理领域的研究热点。电催化氧化体系是一个复合系统，主要包括阳极、阴极、电源、电解槽和其他配套设备等。电催化氧化技术核心点是使阳极表面产生的强氧化性物质（以羟基自由基·OH 为代表）与溶液中的有机物子进行充分接触与反应，由此使得有机物分子被逐步氧化分解，直至形成二氧化碳和水。传统二维电极，即两个极板，有效反应面积较小，电流效率低，限制了处理量。传质过程是传统二维电极体系电催化过程的最大限速步骤。

为进一步改善传统二维电极体系的传质过程，三维电极体系诞生，三维电极是通过在电极反应器中，将导电粒子（金属粒子、活性炭）填充于两极板间，此时导电粒子带电并构成三维尺度的微电极并参与电解反应，形成大量的微型电解槽，使得电化学反应能在颗粒电极的表面发生，这些电极粒子的每个粒子表面都是一个微型电极，电极电势和电流在整个三维电极体上呈不均匀分布，极大的增加了反应器的电极比表面积，加快反应速率，提高处理效果。三维电极反应器解决了传统二维电极反应器的传质距离远、低电流效率等问题，且节能效果明显。

然而三维电催化反应器内粒子电极之间极化不均匀、电压和电流分布不均匀、三维电极填充颗粒容易被污染且难以更换，容易发生电极堵塞等缺陷还需进一步解决。为了克服现有技术的不足，减缓电极堵塞，使传质更加充分，本实用新型采用一种撬装式三维旋转电催化装置，可充分缓解上述问题，提高处理效果，降低电极成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种撬装式三维旋转电催化装置，可减缓电极堵塞，使传质更充分，且粒子电极便于组装拆卸，增大了实用性，能够实现降低粒子电极成本的同时实现废水处理。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案。

一种撬装式三维旋转电催化装置，包括罐体，其特征在于：所述罐体内部设有管式阴极、粒子电极和管式阳极，所述罐体底部设置旋转布水底座，所述罐体顶部设置减速电机，所述减速电机通过旋转中心轴和旋转布水底座相连。

所述导电陶瓷膜结构置于管式阳极外部和管式阴极内部，且所述导电陶瓷膜结构顶部和底部均为封闭式结构，防止粒子电极的流失，便于粒子电极的更换。

所述导电陶瓷膜结构撬装固定于旋转布水底座上，所述粒子电极均匀填充于管式阴极和管式阳极之间的导电陶瓷膜结构中，且导电陶瓷膜结构的膜孔径小于粒子电极的粒径，减速电机和旋转布水底座带动导电陶瓷膜结构共同旋转，粒子电极处于运动状态且相互之间产生剪切作用，可以有效去除粒子电极表面的污染物和电极沉积，增大粒子电极和污染物的接触面积，加速污染物的降解。

所述旋转布水底座的底部安装超声振动装置，粒子电极在旋转运动的过程中由于重力作用会部分沉积于旋转布水底座上，旋转布水底座底部安装的超声振动装置可以有效对沉积的粒子电极进行清洗。

进一步的，所述旋转布水底座设置布水主管、布水支管和布水孔，废水从罐体底部的旋转布水底座进入，均匀布水，升流式流动，使粒子电极处于悬浮状态。

综上，与现有技术相比，本实用新型具有以下优势。

（1）粒子电极处于旋转状态，提高了传质效率，增大了污染物和电极的接触面积，有利于污染物的降解，缓解电极污染，降低粒子电极置换成本。

（2）导电陶瓷膜结构撬装固定于旋转布水底座上，粒子电极均匀填充于管式阴极和管式阳极之间的导电陶瓷膜结构中，且导电陶瓷膜结构顶部和底部均为封闭式结构，有利于防止粒子电极的流失，便于粒子电极的更换。

（3）废水升流式方式在罐体流动，罐体底部的旋转布水底座安装超声振动装置，使粒子电极处于悬浮状态，沉积的粒子电极被超声清洗，有利于粒子电极始终处于致密不不分层、不板结、不堵塞的状态。

（4）本实用新型所述的装置传质效率高，降解效果好，操作简单，电极寿命长，处理费用及电极更换费用大大降低。

附图说明

下面将在附图的帮助下更详细地阐述本实用新型，以下相同的附图编号表示相同的元件。

图1是一种撬装式三维旋转电催化装置的整体布置示意图。

图2为本实用新型中旋转布水底座的剖面结构示意图。

以上各图中，1—罐体、2—管式阴极、3—导电陶瓷膜结构、4—粒子电极、5—减速电机、6—旋转中心轴、7—管式阳极、8—旋转布水底座、9—超声振动装置、801—布水主管、802—布水支管、803—布水孔。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型专利作进一步的详细描述。

本实用新型专利所描述的方位术语如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、等位置关系为基于附图所示的方位的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型专利和简化描述而不是指示装置或者设备必须具有的特定方位，因此不能理解为对本实用新型专利的限制。

本实用新型专利的目的在于，提供一种撬装式三维旋转电催化装置，可减缓电极堵塞，使传质更充分，便于组装拆卸，增大了实用性，能够实现降低成本的同时实现难降解废水处理。

为实现上述目的，本实用新型专利采用如下的技术方案。

请参照图1，为本实用新型一种撬装式三维旋转电催化装置的一种实施例，包括罐体1，其特征在于：所述罐体1内部设有管式阴极2、粒子电极4和管式阳极7，所述罐体1底部设置旋转布水底座8，所述罐体1顶部设置减速电机5，所述减速电机5通过旋转中心轴6和旋转布水底座8相连，带动粒子电极4共同旋转。

需要说明的，导电陶瓷膜结构3撬装固定于旋转布水底座8上。

需要说明的，导电陶瓷膜结构3置于管式阳极7外部和管式阴极2内部，且所述导电陶瓷膜结构3的顶部和底部均为封闭式结构，防止粒子电极4的流失，便于粒子电极4的更换。

在本实施例中，请参照图1，粒子电极4均匀填充于管式阴极2和管式阳极7之间的导电陶瓷膜结构3中，且导电陶瓷膜结构3的膜孔径小于粒子电极4的粒径，减速电机5和旋转布水底座8带动导电陶瓷膜结构3共同旋转，粒子电极4处于运动状态且相互之间产生剪切作用，可以有效去除粒子电极4表面的污染物和电极沉积，增大粒子电极4和污染物的接触面积，加速污染物的降解。

在本实施例中，请参照图1，旋转布水底座8的底部安装超声振动装置9，粒子电极4在旋转运动的过程中由于重力作用会部分沉积于旋转布水底座8上，旋转布水底座8的底部安装的超声振动装置9可以有效对沉积的粒子电极4进行清洗。

在本实施例中，请参照图2，旋转布水底座8设置布水主管801、布水支管802和布水孔803。

需要说明的，废水从罐体1底部的旋转布水底座8进入，废水进入布水主管801后进入布水支管802，布水支管802均匀布水后，废水从下而上以升流式从布水孔803进入罐体1内，使粒子电极4处于悬浮状态，增大传质效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种撬装式三维旋转电催化装置，包括罐体，其特征在于：所述罐体内部设有管式阴极、粒子电极、管式阳极和导电陶瓷膜结构，所述罐体底部设置旋转布水底座，所述罐体顶部设置减速电机，所述减速电机通过旋转中心轴和旋转布水底座相连，带动粒子电极共同旋转。

2.根据权利要求1所述的一种撬装式三维旋转电催化装置，其特征在于，所述导电陶瓷膜结构撬装固定于旋转布水底座上。

3.根据权利要求1所述的一种撬装式三维旋转电催化装置，其特征在于，所述导电陶瓷膜结构置于管式阳极外部和管式阴极内部，且所述导电陶瓷膜结构顶部和底部均为封闭式结构。

4.根据权利要求1所述的一种撬装式三维旋转电催化装置，其特征在于，所述粒子电极均匀填充于管式阴极和管式阳极之间的导电陶瓷膜结构中，且导电陶瓷膜结构的膜孔径小于粒子电极的粒径。

5.根据权利要求1所述的一种撬装式三维旋转电催化装置，其特征在于，所述旋转布水底座的底部安装超声振动装置。

6.根据权利要求1所述的一种撬装式三维旋转电催化装置，其特征在于，所述旋转布水底座设置布水主管、布水支管和布水孔。

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