CN220485413U - 一种电催化氧化的装置 - Google Patents

Abstract

一种电催化氧化的装置，包括壳体，壳体内设置有压电极薄膜板，压电极薄膜板包括依次交替间隔设置的阳极电极板、阴极电极板，阳极电极板分别与阳极导线连接，阴极电极板分别与阴极导线连接；壳体上表面设置有至少两个出水口和至少两个进水口，所述进水口同侧设置，出水口设置在与进水口相对的一侧。本实用新型能应用范围广泛，在整体框架不变的条件下增、减电极模块，根据不同水量调整进水方式，实现不同方式的串联并联，满足不同需求；配合支架竖立使用更易于气体、废渣排出，便于清洗。

Description

一种电催化氧化的装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种电催化氧化的装置。

背景技术

目前电化学氧化法是一种高效的高浓度、难生化降解有机废水的处理技术。有机污染物在阳极表面被直接氧化，或电催化生成强氧化性活性物质间接氧化。电催化过程中只需要消耗外电路提供的电子，与其他技术组合性好。但是传统的电化学催化法存在电极材料易消耗，电极寿命短、催化效率低、传质效果差、电极易钝化、单位运行能耗高的缺点。造成上述问题的原因是电催化氧化过程中电子利用效率低。此外，有机物的电催化氧化反应在阳极溶液界面上进行，阳极材料直接影响有机物矿化过程的效率和选择性，因此高效的催化氧化极板(阳极材料)的研究是解决相应问题的重点。另外，电极的封装及高效传质电解槽的设计也十分关键。

COD即化学需氧量，指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。中国专利申请CN106365258A公开了一种三维电极电催化氧化高盐分、高COD废水装置，其包括有废水处理槽，废水处理槽的内部成型有废水处理腔室，废水处理槽的上端部开设有与废水处理腔室连通的进水口，废水处理槽的下端部开设有与废水处理腔室连通的出水口，废水处理腔室内嵌装有电氧化组件：电氧化组件包括有分别沿着水平方向依次间隔布置的阳极板、阴极板，阳极板与阴极板错开布置，相邻的阳极板与阴极板间隔布置且相邻的阳极板与阴极板之间填装有电气石粉：该三维电极电催化氧化高盐分、高COD废水装置配装有电源，各阳极板以及各阴极板分别与电源电连接。通过上述设计，本发明能够在常温常压环境下且低成本地对废水进行处理，且反应停留时间较短。但是该装置的进水口与出水口固定，不能根据水量调整进出水方式，反应停留时间较短，废水催化氧化不充分。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电催化氧化的装置，能够根据废水量调节进水方式，提高废水处理效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种电催化氧化的装置，包括壳体，壳体内设置有压电极薄膜板，压电极薄膜板包括依次交替间隔设置的阳极电极板、阴极电极板，所述阳极电极板分别与阳极导线连接，阴极电极板分别与阴极导线连接；所述壳体上表面设置有至少两个出水口和至少两个进水口，所述进水口同侧设置，所述出水口设置在与进水口相对的一侧。

废水通过进水口进入装置后通电处理，通过阳极电极板表面形成超高的析氧电位直接氧化或者通过其产生的强氧化剂分解有机物，废水处理后从出水口排出。至少两进水口和至少两出水口，根据不同水量调整不同进水口的进水方式；此外能够进行不同方式的串联、并联组合，提高废水处理效率。

进一步地，所述进水口设置2个，分别为第一阳极进水口、第二阳极进水口；出水口设置2个，分别为阴极出水口、阳极出水口；第一阳极进水口与阳极出水口对角设置，第二阳极进水口与阴极出水口对角设置。所述阳极出水口为电解水出水口；阴极出水口主要为还原性物质、氢氧根离子等的排出口。

进一步地，相邻的阳极电极板与阴极电极板之间设置有隔膜，阳极电极板与隔膜之间形成阳极室，阴极电极板与隔膜之间形成阴极室。阳极室和阴极室为废水处理的腔室。

进一步地，相邻的阳极电极板与阴极电极板之间的间隙为1-2mm。电极板是通过高压技术压制而成，中间间隙小，形成极板-隔膜-极板的电解仓结构。

进一步地，所述隔膜的上下表面均设置有若干导流板，所述导流板与隔膜的长边平行，相邻的导流板之间的间隙为流体通道即导流槽。流体通道曲折狭窄，能够增加水力停留时间，保证废水充分氧化降解。

进一步地，所述导流槽呈“S”形排布在隔膜表面。如此，以最大程度实现有机废水和电极板表面的接触，促进有机废水的充分氧化降解。

进一步地，所述压电极薄膜板上有贯穿阳极电极板、阴极电极板及隔膜的导流口。废水通过导流口在压电极薄膜板内流通。

进一步地，所述导流口包括第一阳极导流口、第二阳极导流口、阴极导流口、第三阳极导流口；所述第一阳极导流口与第一阳极进水口连通，第二阳极导流口与第二阳极进水口连通，阴极导流口与阴极出水口连通，第三阳极导流口与阳极出水口连通。如此，实现废水在装置内的进出及流动。此外，根据不同水量调整进水方式，能够进行不同方式的串联、并联组合，能最大程度实现有机废水和电极表面的接触，结合水力循环，从而实现快速、充分的传质，促进有机废水的充分氧化降解。

进一步地，所述阳极导线为阳极钽导线，双短边封装；所述阴极导线为阴极铜导线。如此，不仅便于安装，而且能有效避免短路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型通过阳极电极板表面形成超高的析氧电位直接氧化或者通过其产生的强氧化剂分解有机物，无二次污染、适用范围广、处理效果好、易于自动化、反应条件温和、氧化能力强；相对于普通电催化氧化，降解效率高、降解能耗低，使用寿命长，对几乎所有难降解有机物以及不同浓度氨、氮都能有效去除。

(2)本实用新型工作温度低于70℃，系统工作压力为常压，且不存在明火条件，同时高效电解设备析出氢气量极少，仅有千分之一，远低于氢气的爆炸下限，不具备爆炸发生的条件，安全系数高。

(3)本实用新型适用范围广，电解效率高，废水中大多数有机物均可被氧化，彻底解决了有机物的富集问题，为杂盐综合利用提供了可能。

(4)本实用新型能够灵活应用，在整体框架不变的条件下增、减电极模块，根据不同水量调整进水方式，实现多个装置不同方式的串联、并联，满足不同需求；配合支架竖立使用更易于气体、废渣排出，便于清洗。

(5)本实用新型导流槽可定制PPT或者不锈钢等材质，耐高温耐腐蚀。

附图说明

图1是本实用新型的一种带局部剖面的整体机构示意图；

图2是图1中沿A-A方向的剖视结构示意图；

图3是图1中沿B-B方向的剖视结构示意图。

附图标记说明：1-阴极出水口，2-阳极出水口，3-第一阳极进水口，4-第二阳极进水口，5-压电极薄膜板，6-阳极钽导线、7-阴极铜导线，8-导流槽，9-隔膜，10-导流板，11-阴极室，12-第三阳极导流口，13-阴极导流口，14-第一阳极导流口，15-第二阳极导流口，16-阳极室，17-阴极电极板，18-阳极电极板，图2中箭头方向为导流方向。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

如图1-图3，一种电催化氧化的装置，包括压电极薄膜板5、阴极出水口1、阳极出水口2、第一阳极进水口3、第二阳极进水口4、阳极钽导线6及阴极铜导线7。

所述压电极薄膜板5包括按顺序依次间隔设置的阳极电极板18、阴极电极板17，相邻的阳极电极板18与阴极电极板17之间设置有隔膜9，形成极板-隔膜-极板的电解仓室结构，相邻的阳极电极板18与阴极电极板17之间的间隙为1mm。

所述阳极钽导线6分别与各阳极电极板18连接，阴极铜导线7分别与各阴极电极板17连接。阳极钽导线，双短边封装。

废水通过第一阳极进水口3后通电处理，废水处理后从阳极出水口2排出。阳极出水口2为电解水出水口；阴极出水口1主要为还原性物质，氢氧根离子等的排出口。

进水通过进水泵控制流量泵入所述装置内，阴极出水需要接蠕动泵，通过蠕动泵加压后加快阴极出水，防止阳极水进入到阴极，影响阳极电解效果。一般阴极出水流量为进水流量的1/5。

如图2所示，所述隔膜9朝向阳极电极板18的表面和朝向阴极电极板17的表面均设置有导流槽8，所述导流槽8为若干平行设置的相邻的导流板10之间形成的通道，导流板10与隔膜9的左右两边平行。所述导流槽8呈“S”形紧密排列在隔膜9上。所述隔膜9的上端靠近左右边沿的位置分别设置有阴极导流口13、第三阳极导流口12；隔膜9的下端靠近边沿的位置分别设置有第一阳极导流口14，第二阳极导流口15。

所述第一阳极导流口14与第一阳极进水口3连通，第二阳极导流口15与第二阳极进水口4连通，阴极导流口13与阴极出水口1连通，第三阳极导流口12与阳极出水口2连通。第二阳极进水口4通常处于关闭状态，多个装置串联使用时，上一装置的出水可从第二阳极进水口4进入。

废水经过电解质调节后由第一阳极导流口14加入，通过导流槽8以最大程度实现有机废水和电极表面的接触，通过第三阳极导流口12流出。阴极区生成的碱及未分解的盐水则通过蠕动泵接上阴极导流口13泵入原水后再由阳极导流口15流出。通过适当调节进水流量，可使导流槽8内阳极室16液面高于阴极室11液面，从而产生一定的静压差，使阳极室16内的液体透过隔膜9流向阴极室11，其流向恰与阴极室OH^-向阳极室的电子迁移及扩散方向相反，从而大大减少进入阳极室的OH^-数量，抑制析氧反应及其他副反应的发生，阳极效率提高到90％以上。

可在整体框架不变的条件下增、减电极模块，满足不同需求，导流板10可定制PPT或者不锈钢等材质，耐高温耐腐蚀。

阳极电极板18为高效电催化氧化电极，具有极高的析氧电位和最宽的电化学窗口，是电化学氧化处理难生化降解有机废水理想的阳极材料。高效氧化电极氧化峰和还原峰的峰面积之比约等于1。电极的可逆性好、使用寿命长。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，将所述电催化氧化的装置配合支架竖立使用。更易于气体、废渣排出，便于清洗。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种电催化氧化的装置，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有压电极薄膜板(5)，所述压电极薄膜板(5)包括依次交替间隔设置的阳极电极板(18)、阴极电极板(17)，所述阳极电极板(18)分别与阳极导线连接，阴极电极板(17)分别与阴极导线连接；壳体上表面设置有至少两个出水口和至少两个进水口，所述进水口同侧设置，所述出水口设置在与进水口相对的一侧。

2.根据权利要求1所述的电催化氧化的装置，其特征在于，所述壳体上表面设置有两个出水口分别为阴极出水口(1)、阳极出水口(2)；所述壳体上表面设置有两个进水口分别为第一阳极进水口(3)、第二阳极进水口(4)；所述第一阳极进水口(3)与阳极出水口(2)对角设置，第二阳极进水口(4)与阴极出水口(1)对角设置。

3.根据权利要求2所述的电催化氧化的装置，其特征在于，相邻的阳极电极板(18)与阴极电极板(17)之间设置有隔膜(9)，阳极电极板(18)与隔膜(9)之间形成阳极室(16)，阴极电极板(17)与隔膜(9)之间形成阴极室(11)。

4.根据权利要求1所述的电催化氧化的装置，其特征在于，相邻的阳极电极板(18)与阴极电极板(17)之间的间隙为1-2mm。

5.根据权利要求3所述的电催化氧化的装置，其特征在于，所述隔膜(9)的上、下表面均设置有若干导流板(10)，所述导流板(10)与隔膜(9)的长边平行，相邻导流板(10)之间的间隙为导流槽(8)。

6.根据权利要求5所述的电催化氧化的装置，其特征在于，所述导流槽(8)呈“S”形排布在隔膜(9)的上、下表面。

7.根据权利要求3所述的电催化氧化的装置，其特征在于，所述压电极薄膜板上设置有贯穿阳极电极板(18)、阴极电极板(17)及隔膜(9)的导流口。

8.根据权利要求7所述的电催化氧化的装置，其特征在于，所述导流口包括第一阳极导流口(14)、第二阳极导流口(15)、阴极导流口(13)、第三阳极导流口(12)；所述第一阳极导流口(14)与第一阳极进水口(3)连通，第二阳极导流口(15)与第二阳极进水口(4)连通，阴极导流口(13)与阴极出水口(1)连通，第三阳极导流口(12)与阳极出水口(2)连通。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电催化氧化的装置，其特征在于，所述阳极导线为阳极钽导线(6)，采用双短边封装；所述阴极导线为阴极铜导线(7)。