一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其包括殼體、進(jìn)水口、出水口，殼體內(nèi)設(shè)有多個依次相連的反應(yīng)槽，多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置還包括設(shè)置在各反應(yīng)槽內(nèi)的金屬氧化物電極反應(yīng)單元，各個金屬氧化物電極反應(yīng)單元包括正極及負(fù)極。每個金屬氧化物電極反應(yīng)單元的正極是由1個陽極板構(gòu)成，負(fù)極是由2個陰極板并聯(lián)構(gòu)成，同一個金屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)，陽極板與陰極板是交替間隔且相對設(shè)置，多個金屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)的正極并聯(lián)，負(fù)極并聯(lián)。采用本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置處理廢污水，有效解決了傳統(tǒng)電極反應(yīng)設(shè)備處理效率低，處理效果差的難題，污水處理效果提高，特別是對高濃度難降解有機(jī)廢水的處理效果增強(qiáng)，同時降低了電耗，降低了處理成本。
【專利說明】
-種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及一種特別適用于有機(jī)工業(yè)廢水深度處理的多反應(yīng)槽的電催化氧 化反應(yīng)裝置，屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬氧化物電極反應(yīng)技術(shù)是利用電化學(xué)方法持續(xù)產(chǎn)生具有高活性的徑基自由基， 使有機(jī)物得W降解礦化。傳統(tǒng)的金屬氧化物電極反應(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W及能耗高等缺點。后經(jīng)過改進(jìn)，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)有的金屬氧化物電極反應(yīng)裝置仍有很多不足，具體如下：
[0003] 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；
[0004] 2.現(xiàn)有金屬氧化物電極反應(yīng)裝置對于陽極板的活性表面層利用率低；
[0005] 3.現(xiàn)有反應(yīng)裝置進(jìn)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；
[0006] 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，運(yùn)會嚴(yán)重影響裝置的工作效率和使用壽命；
[0007] 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。 【實用新型內(nèi)容】
[0008] 本實用新型的目的在于提供一種用于有機(jī)工業(yè)廢水深度處理的多反應(yīng)槽的電催 化氧化反應(yīng)裝置，用W改變傳統(tǒng)金屬氧化物電極反應(yīng)裝置構(gòu)造單一，效率低下，處理效果差 W及能耗高的現(xiàn)狀。
[0009] 為解決上述問題，本實用新型裝置采用如下技術(shù)方案：
[0010] -種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，包括殼體、進(jìn)水口及出水口，所述殼體內(nèi)設(shè) 有多個依次相連的反應(yīng)槽，所述金屬氧化物電極反應(yīng)裝置還包括設(shè)置在各所述反應(yīng)槽內(nèi)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)單元包括正極及負(fù)極；同一所述金 屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)的所述正極是由1個陽極板構(gòu)成，所述負(fù)極是由2個陰極板并聯(lián)構(gòu) 成，且同一所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)的所述陽極板與所述陰極板是交替間隔且相對 設(shè)置;所述多個金屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)的所述正極并聯(lián)，所述負(fù)極并聯(lián)。
[0011] 在本實用新型的一實施例中，所述殼體內(nèi)設(shè)置有隔板，所述隔板將所述殼體內(nèi)的 空間分割成多個所述反應(yīng)槽，且相鄰兩個所述反應(yīng)槽之間有緩沖槽間隔，每一所述反應(yīng)槽 內(nèi)設(shè)置有一個所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元。
[0012] 在本實用新型的一實施例中，各所述反應(yīng)槽是由位于進(jìn)水一側(cè)的第一隔板和位于 出水一側(cè)的第二隔板限定，且所述第一隔板比所述第二隔板高。
[0013] 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)單元的所述陰極板是 分別設(shè)置在所述第一隔板和所述第二隔板的內(nèi)壁上。
[0014] 在本實用新型的一實施例中，所述緩沖槽將一個所述反應(yīng)槽的頂部和與之相鄰的 另一個所述反應(yīng)槽的底部相連通。
[0015] 在本實用新型的一實施例中，各所述反應(yīng)槽的底部設(shè)有布水板，所述布水板上具 有多個布水穿孔。
[0016] 在本實用新型的一實施例中，所述進(jìn)水口和所述出水口分別位于所述殼體的兩 偵U，且所述進(jìn)水口和所述出水口相對位置一致，尺寸一致。
[0017] 在本實用新型的一實施例中，所述多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置還包括設(shè)置在 所述殼體上部的泡沫清除裝置。
[0018] 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(jī)，用于將所述清除刮板同所述電機(jī)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。
[0019] 在本實用新型的一實施例中，所述陽極板為鐵基錯滲雜納晶多孔二氧化鉛電極或 鐵基姉滲雜納晶多孔二氧化鉛電極，所述陰極板為草酸改性鐵電極。
[0020] 由于W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：
[0021] 采用本實用新型的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(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(jī)積碳的不足，廢水處理效果提高，特 別是對于高濃度有機(jī)廢水的處理效果增強(qiáng)，同時電耗降低，處理成本降低
【附圖說明】
[0022] 圖1為根據(jù)本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為根據(jù)本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置的起始端（末端）示意 圖；
[0024] 圖3為根據(jù)本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置的布水板示意圖；
[0025] 圖4為根據(jù)本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置的陽極板(陰極板)示意 圖；
[0026] 圖5為根據(jù)本實用新型的金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的殼體側(cè)面示意圖；
[0027] 圖6為根據(jù)本實用新型的金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的動力裝置的示意圖；
[0028] 圖7為根據(jù)本實用新型的金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的冷卻裝置的示意圖。
[0029] 其中：1、殼體;2、進(jìn)水口； 3、出水口； 4、金屬氧化物電極反應(yīng)單元;40、反應(yīng)槽;41、 陽極板;411、陽極接電柄;42、陰極板;421、陰極接電柄;43、隔板;431、第一隔板;432、第二 隔板;44、布水板;441、布水穿孔;5、緩沖槽;51、排渣口； 6、出水槽;7、泡沫消除裝置;8、動力 裝置;I、入口；0、出口；9、冷卻裝置;91、冷凝管道。
【具體實施方式】
[0030] 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(jìn) 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├?，本領(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(hù)的范圍。
[0031] 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，或者是還包括為運(yùn)種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有 的要素。
[0032] 參見圖1，本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置主要包括殼體1、進(jìn)水口 2、出水口3、五個金屬氧化物電極反應(yīng)單元4、動力裝置(參見圖6) W及冷卻裝置(參見圖7)。 殼體1內(nèi)的空間通過隔板43被分割成五個反應(yīng)槽40,每個反應(yīng)槽40內(nèi)設(shè)置有一個金屬氧化 物電極反應(yīng)單元4,從而形成五個各自獨(dú)立的金屬氧化物電極反應(yīng)單元4。
[0033] 在本實用新型中，各所述反應(yīng)槽40是由位于進(jìn)水一側(cè)的第一隔板431和位于出水 一側(cè)的第二隔板432限定，且所述第一隔板431比所述第二隔板432高。并且，各反應(yīng)槽40的 底部設(shè)有布水板44,所述布水板44上具有多個布水穿孔441，如圖3所示。結(jié)合參考圖3,在一 較佳實施例中，所述布水穿孔441的半徑為4mm，并呈兩排平行排列，兩排布水穿孔之間的中 屯、間距為1 Omm，所述布水板44距離所述殼體的底部1 Ocm。
[0034] 在本實用新型中，相鄰的兩個反應(yīng)槽40之間可通過緩沖槽5在頂部或底部相連通。 在如圖1所示的實施例中，相鄰兩個反應(yīng)槽40之間是通過一個緩沖槽5作為間隔，將一個反 應(yīng)槽40的頂部的出水口和與之相鄰的另一個反應(yīng)槽40的底部的布水板44相連通。優(yōu)選的， 所述緩沖槽的寬度為2~4cm。通過所述緩沖槽連接各個金屬氧化物電極反應(yīng)單元，可W充 分利用所述陽極板的表面活性層，使進(jìn)入所述金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的廢水全部經(jīng)過所 述陽極板的表明活性層，使廢水得到充分處理。
[0035] 在本實用新型中，各金屬氧化物電極反應(yīng)單元4包括正極及負(fù)極。如圖1所示的實 施例中，在同一個金屬氧化物電極反應(yīng)單元4內(nèi)，由1個陽極板41構(gòu)成正極，由2個陰極板42 并聯(lián)構(gòu)成負(fù)極。并且，在同一金屬氧化物電極反應(yīng)單元4內(nèi)的所述陽極板41與所述陰極板42 是交替間隔且相對設(shè)置，例如，將所述陰極板42緊靠所述反應(yīng)槽40的內(nèi)壁放置（即分別設(shè)置 在所述第一隔板431和所述第二隔板432的內(nèi)壁上），將所述陽極板41放置在所述反應(yīng)槽40 的中間位置，且與2塊所述陰極板42的間距相等，并且，正極與負(fù)極之間間距（即圖1中陽極 板41與陰極板42之間間距）為1~4cm。在各個金屬氧化物電極反應(yīng)單元4之間，多個陽極板 41并聯(lián)，多個陰極板42并聯(lián)。
[0036] 在本實用新型中，如圖2和圖4所示，所述陽極板41和所述陰極板42的尺寸可為 500巧00mm，且所述陽極板41和所述陰極板42的一邊分別焊接有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。在本實用新型中，所述正極可選自由金屬滲雜的鐵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，草酸改性的鐵極板組成的陰極板群組。優(yōu)選的，可采用鐵基錯滲雜納晶多孔二氧化 鉛電極或鐵基姉滲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 錯滲雜鐵基錫錬二氧化鉛納晶多孔極板，極板表面晶粒粒徑為5(K)nm±100nm，所述陰極板 采用2%濃度的草酸溶液改性鐵板。
[0037] 在實用新型明中，所述殼體1還包括設(shè)置在殼體末端的出水槽6,所述出水槽6的寬 度為10~20cm。所述進(jìn)水口 2和所述出水口 3分別位于所述殼體1的兩側(cè)，且所述進(jìn)水口 2和 所述出水口 3的相對位置一致，尺寸一致。例如，結(jié)合參考圖I和圖2,所述進(jìn)水口 2和所述出 水口 3是設(shè)置在所述殼體1的外側(cè)，且所述進(jìn)水口 2是設(shè)置在所述殼體1的起始端的底部，其 內(nèi)直徑為40cm，所述進(jìn)水口 2的數(shù)量可為9個;所述出水口 3是設(shè)置在所述出水槽6的外側(cè)底 部，其內(nèi)直徑為40cm，所述出水口 3的數(shù)量也為9個。廢水通過所述進(jìn)水管2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，從所述出水口 3排出。
[0038] 在本實用新型中，結(jié)合參考圖1、圖5,所述多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置還包括 有排渣口 51，其可設(shè)置在所述緩沖槽5的底部，用于在所述多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置 運(yùn)行過程中可間歇排渣，并取樣檢測各個金屬氧化物電極反應(yīng)單元的處理效率。在處理效 率過低時，減小所述動力裝置流速或提高所述反應(yīng)裝置的接入電流電壓;在處理效率過高 時，例如在圖1中的第=、第四排渣口取樣檢測結(jié)果低于檢測限時，提高所述動力裝置流速 或降低所述金屬氧化物電極反應(yīng)裝置的接入電流電壓。
[0039] 在本實用新型中，如圖6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，其可包括潛水累、流量計、W及與所述進(jìn)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- 1000 A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。
[0040] 在本實用新型中，如圖7所示，所述冷卻裝置9是用于所述多反應(yīng)槽的電催化氧化 反應(yīng)裝置的冷卻，其可包括水箱（圖中未示）、循環(huán)水累（圖中未示）、W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0,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)置于所述多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置的 殼體外側(cè)或所述多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(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(yùn)行過程中產(chǎn)生的反應(yīng)熱。
[0041] 在本實用新型中，所述金屬氧化物電極反應(yīng)裝置還可包括設(shè)置在所述殼體1上部 的泡沫清除裝置7。所述泡沫消除裝置7采用鏈?zhǔn)焦蚊摶驓怏w吹脫，用W消除裝置運(yùn)行過程 產(chǎn)生的泡沫膨脹問題。所述泡沫清除裝置可包括:設(shè)置在所述殼體1上方的清除刮板和電 機(jī)，用于將所述清除刮板同所述電機(jī)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。
[00創(chuàng)比較例
[0043] 采用本實用新型的多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置對進(jìn)行廢水處理的部分條件 如下：
[0044] 1)廢水電導(dǎo)率> 2000帖/cm;
[0045] 2)潛水累流量為1~3t/h;
[0046] 3)電壓。0V，電流 <40mA/cm2;
[0047] 4)泡沫消除裝置工作頻率為6~12次A。
[0048] 其他未注明條件參照多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置常規(guī)處理條件。
[0049] 應(yīng)用實例，分別采用傳統(tǒng)裝置和本發(fā)明裝置對農(nóng)藥廠含化晚廢水進(jìn)行處理，對比 結(jié)果見表1。
[(K)加]表1
[0化1 ]
[0052] 由表可知，處理相同濃度的化晚廢水，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(yùn)行中，未見陽極板表面有機(jī)積 碳沉淀，而傳統(tǒng)裝置在連續(xù)運(yùn)行過程中，處理效率下降明顯，陽極板表面有機(jī)積碳沉淀堆 積。
[0053] 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)人員在本實用新型掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可W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 用新型不限于運(yùn)里的實施例，不脫離本實用新型范疇所做出改進(jìn)和修改都應(yīng)涵蓋在本實用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，包括殼體、進(jìn)水口及出水口，其特征在于:所 述殼體內(nèi)設(shè)有多個依次相連的反應(yīng)槽，所述多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置還包括設(shè)置在 各所述反應(yīng)槽內(nèi)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)單元包括正極及 負(fù)極;同一所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)的所述正極是由1個陽極板構(gòu)成，所述負(fù)極是由 2個陰極板并聯(lián)構(gòu)成，且同一所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元內(nèi)的所述陽極板與所述陰極板 是交替間隔且相對設(shè)置;所述多個反應(yīng)槽內(nèi)的所述正極并聯(lián)，所述負(fù)極并聯(lián)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述殼體 內(nèi)設(shè)置有隔板，所述隔板將所述殼體內(nèi)的空間分割成多個所述反應(yīng)槽，且相鄰兩個所述反 應(yīng)槽之間有緩沖槽間隔，每一所述反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)置有一個所述金屬氧化物電極反應(yīng)單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化電極反應(yīng)裝置，其特征在于，各所 述反應(yīng)槽是由位于進(jìn)水一側(cè)的第一隔板和位于出水一側(cè)的第二隔板限定，且所述第一隔板 比所述第二隔板高。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，每一所述 金屬氧化物電極反應(yīng)單元的所述陰極板是分別設(shè)置在所述第一隔板和所述第二隔板的內(nèi) 壁上。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所 述緩沖槽將一個所述反應(yīng)槽的頂部和與之相鄰的另一個所述反應(yīng)槽的底部相連通。6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，各 所述反應(yīng)槽的底部設(shè)有布水板，所述布水板上具有多個布水穿孔。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化電極反應(yīng)裝置，其特征在于，所述 進(jìn)水口和所述出水口分別位于所述殼體的兩側(cè)，且所述進(jìn)水口和所述出水口相對位置一 致，尺寸一致。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述金屬 氧化物電極反應(yīng)裝置還包括設(shè)置在所述殼體上部的泡沫清除裝置。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，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(jī)，用于將所述清除刮板同所述電機(jī) 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。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多反應(yīng)槽的電催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于: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。
【文檔編號】C02F1/461GK205442734SQ201521113299
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】頓繼田, 崔艷梅
【申請人】北京帝力偉業(yè)科技開發(fā)有限公司