本實用新型涉及一種特別適用于有機工業(yè)廢水深度處理的電催化氧化反應(yīng)裝置，屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電催化氧化技術(shù)是利用電化學(xué)方法持續(xù)產(chǎn)生具有高活性的羥基自由基，使有機物得以降解礦化。傳統(tǒng)的電催化氧化反應(yīng)裝置采用的是多組極板裝配在同一反應(yīng)槽中，存在傳質(zhì)效果差，電流效率低，水力停留時間短以及能耗高等缺點。后經(jīng)過改進，通過引入新型電極、投加藥劑等手段，增大了電極的工作面積，改善了傳質(zhì)效果，提高了電流效率，但是，現(xiàn)有的電催化氧化反應(yīng)裝置仍有很多不足，具體如下：

1.現(xiàn)有反應(yīng)裝置采用大容積反應(yīng)槽內(nèi)安裝多組電極同時工作，造成水力停留時間過長，處理效果和處理效率低下；

2.現(xiàn)有電催化氧化反應(yīng)裝置對于陽極板的活性表面層利用率低；

3.現(xiàn)有反應(yīng)裝置進水布水設(shè)備形式單一，廢水容易在反應(yīng)裝置內(nèi)形成水力學(xué)短流或死角，影響處理效果；

4.現(xiàn)有反應(yīng)裝置在使用過程中會放出大量的熱，隨著工作時間的延長，裝置內(nèi)的溫度會不斷升高，這會嚴(yán)重影響裝置的工作效率和使用壽命；

5.現(xiàn)有反應(yīng)裝置規(guī)格大小不一，不能標(biāo)準(zhǔn)化拼接安裝，不適用于水量水質(zhì)多變的工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種用于有機工業(yè)廢水深度處理的電催化氧化電極反應(yīng)裝置，用以改變傳統(tǒng)電催化氧化反應(yīng)裝置構(gòu)造單一，效率低下，處理效果差以及能耗高的現(xiàn)狀。

為解決上述問題，本實用新型裝置采用如下技術(shù)方案：

一種含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置，包括殼體、進水口及出水口， 其特征在于：所述殼體內(nèi)設(shè)有多個依次相連的金屬氧化物電極反應(yīng)單元，各所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元包括正極和負(fù)極；所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元中的所述正極由N個陽極板構(gòu)成，所述負(fù)極由(N+1)個陰極板構(gòu)成，其中N為大于等于2的正整數(shù)，所述陽極板與所述陰極板是交替間隔且相對設(shè)置；所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元中的所述正極并聯(lián)，所述負(fù)極并聯(lián)。

在本實用新型的一實施例中，N等于5。

在本實用新型的一實施例中，每一所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元是由2個所述陰極板及1個所述陽極板構(gòu)成，且相鄰兩個所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元共用同一陰極板。

在本實用新型的一實施例中，所述陽極板的板面和所述陰極板的板面分別設(shè)置有至少一列透水孔，所述透水孔均勻分布在所述陽極板的板面和所述陰極板的板面上遠(yuǎn)離其接電柄的一側(cè)。

在本實用新型的一實施例中，所述透水孔為三列，且其所述三列透水孔的孔徑從遠(yuǎn)離所述接電柄的一側(cè)朝向靠近所述接電柄的一側(cè)呈遞減趨勢。

在本實用新型的一實施例中，各所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元的進水的流動方式為折流式。

在本實用新型的一實施例中，所述進水口和所述出水口是分別位于所述殼體的兩側(cè)，且相對位置一致，尺寸一致。

在本實用新型的一實施例中，所述的工業(yè)廢水深度處理的電催化氧化反應(yīng)裝置還包括設(shè)置在所述殼體上部的泡沫清除裝置。

在本實用新型的一實施例中，所述泡沫清除裝置包括設(shè)置在所述殼體上方的清除刮板和電機，用于將所述清除刮板同所述電機相連的傳動鏈條、用于將所述泡沫清除裝置清除的泡沫收集的收集槽。

在本實用新型的一實施例中，所述陽極板為鈦基鋯摻雜納晶多孔二氧化鉛電極或鈦基鈰摻雜納晶多孔二氧化鉛電極，所述陰極板為草酸改性鈦電極。

由于以上技術(shù)方案的采用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)勢：

采用本發(fā)明的電催化氧化反應(yīng)裝置來處理廢水，有效解決了廢水處理不完全導(dǎo)致陽電極表面容易沉積雜質(zhì)和有機積碳的不足，廢水處理效果提高，特別是對于高濃度有機廢水的處理效果增強，同時電耗降低，處理成本降低

附圖說明

圖1為根據(jù)本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置裝置的起始端(末端)的示意圖；

圖3為根據(jù)本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置電極反應(yīng)裝置的陽極板(陰極板)的示意圖；

圖4為根據(jù)本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置電極反應(yīng)裝置的殼體側(cè)面示意圖；

圖5為根據(jù)本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置反應(yīng)裝置的動力裝置的示意圖；

圖6為根據(jù)本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置反應(yīng)裝置的冷卻裝置的示意圖。

其中：1、反應(yīng)裝置殼體；2、進水口；3、出水口；4、金屬氧化物電極反應(yīng)單元；41、陽極板；411、陽極接電柄；412、陽極透水孔；42、陰極板；421、陰極接電柄；422、陰極透水孔；5、進水槽；6、出水槽；7、泡沫消除裝置；8、動力裝置；I、入口；O、出口；9、冷卻裝置；91、冷凝管道。

具體實施方式

下面，將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

參見圖1，本實用新型的金屬氧化物電極反應(yīng)裝置主要包括殼體1、進水口2、出水口3、金屬氧化物電極反應(yīng)單元4、動力裝置(參見圖5)以及冷卻 裝置(參見圖6)。

結(jié)合參考圖2，所述進水口2和所述出水口3設(shè)置在所述殼體1的外側(cè)。例如，所述進水口2可列于所述殼體1的起始端(即進水端)的外側(cè)的右側(cè)，其內(nèi)直徑例如可為40cm，所述進水口2的數(shù)量例如可為9個。所述出水口3可列于所述殼體1的末端(即出水端)的外側(cè)的右側(cè)，其內(nèi)直徑可為40cm，所述出水口3的數(shù)量例如可為9個。當(dāng)然，可以理解的是，在其它實施例中，所述進水口2、所述出水口3的數(shù)量和直徑也可以為其它數(shù)值，這并不作為對本實用新型的限制。

在本實用新型中，所述動力裝置用于將廢水連續(xù)輸送到整個電催化氧化反應(yīng)裝置中，其可包括潛水泵、流量計、以及與所述進水口2和出水口3相連的管路。所述冷卻裝置用于所述金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的冷卻，其可包括水箱、循環(huán)水泵、排布在所述殼體1上的冷卻水管。

較佳的，如圖1所示，本實用新型的工業(yè)廢水深度處理的電催化氧化反應(yīng)裝置還包括分別設(shè)置在所述殼體1內(nèi)的起始端和末端的進水槽5和出水槽6，所述進水槽5和所述出水槽6的寬度例如可為10～20cm。在本實用新型中，所述殼體1內(nèi)設(shè)有多個依次相連的所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4，各所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4包括正極和負(fù)極。所述多個金屬氧化物電極反應(yīng)單元4中的所述正極可由N個陽極板41構(gòu)成，所述負(fù)極可由(N+1)個陰極板42構(gòu)成，其中N為大于等于2的正整數(shù)。并且，所述陽極板41與所述陰極板42是交替間隔且相對設(shè)置。所述多個金屬氧化物電極反應(yīng)單元4中的所述正極并聯(lián)，所述負(fù)極并聯(lián)。例如，在圖1所示的較佳實施例中，N等于5，且每一所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4是由2個陰極板42及1個陽極板41構(gòu)成，相鄰兩個所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4是共用同一陰極板，從而將殼體1內(nèi)的空間分割成獨立的五個反應(yīng)單元。其中，所述陽極板41是位于相鄰的兩個所述陰極板42的中間位置，且與兩個所述陰極板42的間距相等，所述間距例如可為1～4cm。

如圖2所示，所述陽極板41和所述陰極板42的尺寸例如可為500*500mm，且所述陽極板41和所述陰極板42的一邊焊接有100*50mm的陽極接電柄411和陰極接電柄421，所述陽極接電柄411和所述陰極接電柄421是橫向設(shè)置并從殼體1的側(cè)壁穿出且位于相對的兩側(cè)。

結(jié)合參考圖2、圖3，所述陽極板41和所述陰極板42上分別設(shè)置有至少一列陽極透水孔412和陰極透水孔422，這些透水孔412、422是位于所述陽極板41和所述陰極板42上遠(yuǎn)離其陽極接電柄411和陰極接電柄421的一側(cè)。在本實施例中，所述陽極板41設(shè)置有三列陽極透水孔412，這三列陽極透水孔412的孔徑從遠(yuǎn)離陽極接電柄411的一側(cè)朝向靠近陽極接電柄411的一側(cè)呈遞減趨勢，其直徑例如分別是50、30和10mm。類似的，所述陰極板42設(shè)置有三列陰極透水孔422，這三列陰極透水孔422的孔徑從遠(yuǎn)離陰極接電柄421的一側(cè)朝向靠近陰極接電柄421的一側(cè)呈遞減趨勢，其直徑例如分別是50、30和10mm。相鄰的兩個所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4是通過所述陰極板42上的陰極透水孔422相連通。如此，廢水即可通過進水口2、進水槽5、陽極板41上的陽極透水孔412和陰極板42上的陰極透水孔422依次經(jīng)過五個金屬氧化物電極反應(yīng)單元4處理后匯入出水槽6，并從出水口3排出。

在本實用新型中，所述正極可選自由金屬摻雜的鈦基二氧化鉛極板組成的陽極板群組，極板表面金屬氧化物晶粒的平均直徑可為500nm±100nm；所述負(fù)極可選自由800目砂紙打磨處理，草酸改性的鈦極板組成的陰極板群組。優(yōu)選的，可采用鈦基鋯摻雜納晶多孔二氧化鉛電極或鈦基鈰摻雜納晶多孔二氧化鉛電極作為所述陽極板。更優(yōu)選的，所述陽極板采用鋯摻雜鈦基錫銻二氧化鉛納晶多孔極板，極板表面晶粒粒徑為500nm±100nm，所述陰極板采用2％濃度的草酸溶液改性鈦板。

較佳地，在本實用新型中，各所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4的進水方式為折流式，通過折流式進水，可以充分利用所述陽極板41的表面活性層，使進入所述金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的廢水全部經(jīng)過所述陽極板41的表明活性層，使廢水得到充分處理。

在本實用新型中，如圖5所示，所述動力裝置8用于將廢水連續(xù)輸送到整個金屬氧化物電極反應(yīng)裝置中，其可包括潛水泵、流量計、以及與所述進水口2和所述出水口4相連的管路。較佳地，動力裝置8可采用低壓高流直流電源，電壓0–30V，電流0–1000A可調(diào)。其中，動力裝置8的第一線路81是與所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4的正極連接，第二線路82是與所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元4的負(fù)極連接。

在本實用新型中，如圖6所示，所述冷卻裝置9是用于所述含有多反應(yīng)單 元的電催化氧化反應(yīng)裝置反應(yīng)裝置的冷卻，其可包括水箱(圖中未示)、循環(huán)水泵(圖中未示)、以及排布在所述殼體1上的冷凝管道91。所述冷凝管道91具有入口I和出口O，其中冷凝液經(jīng)由所述入口流入，并經(jīng)由所述出口流出。較佳地，所述冷卻裝置9是設(shè)置于所述電催化氧化電極反應(yīng)裝置的殼體外側(cè)或所述電催化氧化反應(yīng)裝置的殼體與金屬氧化物電極反應(yīng)單元之間，用于傳遞反應(yīng)單元運行過程中產(chǎn)生的反應(yīng)熱。

在本實用新型中，所述含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置還可包括設(shè)置在殼體1上部的泡沫消除裝置7，所述泡沫消除裝置7采用鏈?zhǔn)焦蚊摶驓怏w吹脫，用以消除裝置運行過程產(chǎn)生的泡沫膨脹問題。所述泡沫清除裝置7可包括：設(shè)置在所述殼體1上方的清除刮板和電機，用于將所述清除刮板同所述電機相連的傳動鏈條，用于將所述泡沫清除裝置7清除的泡沫收集的收集槽。

比較例

采用本實用新型的含有多反應(yīng)單元的電催化氧化反應(yīng)裝置對廢水進行處理的部分條件如下：

1)廢水電導(dǎo)率≥2000μS/cm；

2)潛水泵流量為1～3t/h；

3)電壓≤10V，電流≤40mA/cm²；

4)泡沫消除裝置工作頻率為6～12次/h。

其他未注明條件參照電催化氧化反應(yīng)裝置常規(guī)處理條件。

應(yīng)用實例，分別采用傳統(tǒng)裝置和本發(fā)明裝置對農(nóng)藥廠含吡啶廢水進行處理的對比結(jié)果見表1。

表1

由表可知，處理相同濃度的吡啶廢水，本實用新型裝置比傳統(tǒng)裝置在單位 時間內(nèi)處理更多廢水，處理效率明顯提升，能耗明顯下降。在連續(xù)運行中，未見陽極板表面有機積碳沉淀，而傳統(tǒng)裝置在連續(xù)運行過程中，處理效率下降明顯，陽極板表面有機積碳沉淀堆積。

上述對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可以輕易對本實施例做出各種修改，并把在此說明的原理應(yīng)用到其它實例施而不必經(jīng)過創(chuàng)造性勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，不脫離本實用新型范疇所做出改進和修改都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。