CN2711150Y - 催化电氧化反应器 - Google Patents

Abstract

一种催化电氧化反应器，可设计成圆形或方形，反应器主体的上方设一凸台状进或出水集水槽；反应器主体内填充催化活性填料，下部设置有垫层；填料中设有电极，通过电极与恒流稳压电源形成回路；填料与垫层之间布有空气管道；垫层下部布有进或出水管，进或出水管延伸出反应器主体后分为两通，一通与反冲进水阀连接，另一通与进或出水阀连接。该催化电氧化反应器在电极及微电解槽和催化活性填料的共同作用下，迅速转移电子，快速降解废水中的有机物、氨氮等，从而提高了电流效率，大大降低了电耗；它将电解、催化、氧化、吸附、混凝等多种物化方法集于一体，形成强化物化处理集成技术，高效、广谱、节能、运行成本低，可使有毒有害有机污染物质被彻底氧化，环境、社会、经济效益显著，可实现产业化。

Description

催化电氧化反应器

技术领域    本实用新型涉及一种适合处理高浓度有机废水的高效物化处理器，尤其是一种适合处理高浓度难生物降解的有机废水的催化电氧化反应器。

背景技术    在我国化工废水的污染一直困扰着一些企业的发展。由于企业所排废水量大，且废水中的污染物浓度高，毒性大，很难处理达标排放，这些废水若直接排放，危害将极大。而对此类废水的处理，不单单是处理技术的问题，还存在处理成本的问题。有相当多的工业企业，往往因负担不起高额的处理费用，而偷排从而造成了周围环境的严重恶化。因此，研究低成本处理有毒、有害、难生化、高浓度有机废水就显得非常重要。

目前，国内外对有毒、有害有机化工废水的处理方法主要有物理法，如气提、吹脱、萃取、吸附、过滤、絮凝、沉降等；化学法，如湿式氧化、臭氧氧化、电化学氧化、电化学还原、析出等；或通过物理法、化学法的预处理提高可生化指标，再采用生物法，如活性污泥、生物膜法、生物转盘、厌氧发酵等。这些方法对有毒、有害有机废水只能针对某一特定水质，不具有普遍意义；或只能作为预处理，而不能作为最终处理工艺；或是经济成本太高，以至于无法投入生产。根据资料显示，目前国内外还未见有成熟技术可用于生产实践中。

在现有技术中，有一种电催化氧化技术，其原理是利用一种催化电极上所产生的强氧化剂来氧化废水中有机物，但由于此技术电极材料昂贵，耗电量高，处理废水成本高而未能在实践中应用。

发明内容    本实用新型的目的在于为有毒有害难生化高浓度有机废水的处理提供一种更高效、广谱、节能、运行成本低的催化电氧化反应器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：该催化电氧化反应器可设计成圆形或方形，反应器主体的上方设一凸台状进或出水集水槽；反应器主体内填充催化活性填料，下部设置有垫层；催化活性填料中设有电极，反应器通过电极与恒流稳压电源形成回路；催化活性填料与垫层之间布有空气管道；垫层下部布有进或出水管，进或出水管延伸出反应器主体后分为两通，一通与反冲进水阀连接，另一通与进或出水阀连接。

所述催化电氧化反应器设计成圆形，反应器主体内填充催化活性填料中央插一中心电极，中心电极与恒流稳压电源的正极相连，反应器主体或主体内另设电极与恒流稳压电源的负极相连形成回路。

所述催化电氧化反应器设计成方形，反应器主体内填充催化活性填料中均匀布设电极，并依次交替与恒流稳压电源的正、负极相连形成回路。

上述方案设计制造的催化电氧化反应器，在电极及微电解槽和催化活性填料的共同作用下，迅速转移电子，快速降解废水中的有机物、氨氮等，从而提高了电流效率，大大降低了电耗；它将电解、催化、氧化、吸附、混凝等多种物化方法集于一体，形成高效强化物化处理集成技术，可使有毒有害有机污染物质被彻底氧化。利用该催化电氧化反应器处理某助剂厂废水和低温粪便污水，取得了满意的效果。某助剂厂主要污染物为苯系物，废水COD在2000mg/L左右，污染成分复杂，毒性大，难以生化，常规处理工艺无法将其水质处理到达标排放。而采用催化电氧化反应器进行处理，处理水质可达国家废水一级排放标准。实践证明：本实用新型处理效率高，运行成本低，每吨水处理费用仅在3元钱左右，远远小于其它处理方法的运行费用，具有明显的环境、社会、经济效益，可实现产业化。

附图说明    图1、2为圆形电催化生物反应器外观图和结构图

图3、4为方形电催化生物反应器外观图和结构图

图中：1-电催化生物反应器主体；2-进或出水集水槽；3-电极；4-电源；5-出水阀；6-进气阀；7-进或出水阀；8-反冲进水阀；9-催化活性填料；10-垫层；11-进或出水管；12-空气管道。

具体实施方式

参照图1、2，本实用新型催化电氧化反应器可设计成圆形，圆形反应器主体1为一般碳钢或不锈钢制成，其上方设一凸台状进或出水集水槽2，进或出水集水槽2的底部与出水阀5连接；反应器主体1内填充颗粒状催化活性填料9，催化活性填料9装填2.5～3.0m，垫层10为石英砂；催化活性填料9的中央插一电极3，电极3为涂层钛电极，电极3与恒流稳压电源4的正极相连，反应器主体1与恒流稳压电源4的负极相连，恒流稳压电源4采用集成稳压块，电路工作时，输出电压可根据反应器的阻力自动调整，流经负载上的电流随负荷的阻抗变化而变化，以保持电流稳定；催化活性填料9与石英砂垫层10之间布有空气管道12，空气管道12延伸出反应器主体1，与进气阀6连接；垫层10下部布有进或出水管11，进或出水管11延伸出反应器主体1分为两通，一通与反冲进水阀8连接，同时可起反冲时的布水作用，另一通与进或出水阀7连接，污水由进或出水阀7调节进出入。污水通过催化活性填料9，在电极3及微电解槽和催化活性填料9的共同作用下，水中有机物、氨氮等污染物质得到降解，其中氨氮大部分可转化成氮气放出。净化一段时间后，要通过反冲进水阀8、进或出水管11进行反冲洗。

参照图3、4本实用新型催化电氧化反应器还可设计成方形，与上述圆形反应器不同的是：多电极3均匀布设在催化活性填料9中，依次交替与恒流稳压电源4的正、负极相连。其它结构及工作原理与圆形反应器一致。

图1至图4中的催化电氧化反应器，其具体尺寸可根据水量及水中有机物含量而设计，一般水在反应器中停留时间控制在1.5～3.0h。反应器电极3为涂层钛电极，8年内不需要更换。催化活性填料9每年按10％的量补充即可。

经过实践证明：本实用新型提供的催化电氧化反应器工作时，当外加电压为15～20V，电流密度为3.2mA/cm²，经催化活性填料9的过滤，在原水COD为2000mg/L，反应时间为1.5～3.0h时，处理出水水质可达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准COD＜100mg/L；在原水COD为15000mg/L左右，可生化指标小于0.2，经反应器1.5～3.0h的反应，出水COD在800mg/L左右，可生化指标可提高到0.45以上。

Claims (3)

1、一种催化电氧化反应器，其特征在于其反应器主体(1)的上方设一凸台状进或出水集水槽(2)；反应器主体(1)内填充催化活性填料(9)，下部设置有垫层(10)；催化活性填料(9)中设有电极(3)，反应器主体(1)通过电极(3)与恒流稳压电源(4)形成回路；催化活性填料(9)与垫层(10)之间布有空气管道(12)；垫层(10)下部布有进或出水管(11)，进或出水管(11)延伸出反应器主体(1)后分为两通，一通与反冲进水阀(8)连接，另一通与进或出水阀(7)连接。

2、根据权利要求1所述的催化电氧化反应器，其特征在于上述反应器主体(1)设计成圆形，反应器主体(1)内填充的催化活性填料(9)中央插一中心电极(3)，中心电极(3)与恒流稳压电源(4)的正极相连，反应器主体(1)或主体(1)内另设电极与恒流稳压电源(4)的负极相连形成回路。

3、根据权利要求1所述的催化电氧化反应器，其特征在于上述反应器主体(1)设计成方形，反应器主体(1)内填充的催化活性填料(9)中均匀布设电极(3)，并依次交替与恒流稳压电源(4)的正、负极相连形成回路。

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