專(zhuān)利名稱(chēng)：新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬?gòu)U水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)涉及一種應(yīng)用電化學(xué)方法處理 有機(jī)廢水的新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，淡水資源量人均擁有量?jī)H為世界人均水
平的1/4，居世界第110位。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，缺水程 度日趨嚴(yán)重。同時(shí)，工業(yè)廢水和城市生活污水生產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，據(jù)2006年 國(guó)家環(huán)境質(zhì)量公"t艮顯示2006年全國(guó)廢水排放總量537億噸，化學(xué)需氧量排 放量為1428.2萬(wàn)噸。全國(guó)地表水總體水質(zhì)屬中度污染。水資源短缺和水污 染的矛盾日益突出，嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，這就要求我 們一方面要節(jié)約并限制用水，同時(shí)如何對(duì)已產(chǎn)生的廢水凈化處理，使其達(dá)標(biāo) 排放或得到再循環(huán)再利用，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部 分。
電化學(xué)方法治理污水，具有無(wú)須添加氧化劑、絮凝劑等化學(xué)藥品，設(shè)備 體積小，占地面積少，操作簡(jiǎn)變靈活等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為綠色處理工藝。但是傳 統(tǒng)的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率底，尤其是在 電導(dǎo)率低時(shí)，因而在實(shí)踐中難以有突破性進(jìn)展。針對(duì)傳統(tǒng)二維電極這一缺陷， 在上世紀(jì)60年代末期Bickhuast提出了三維電極/三元電極 (three-dimension-electrode)的概念。三維電極是一種新型的電化學(xué)反應(yīng)器， 又叫粒子電極(particle electrode)或床電極(bed electrode)。它是在傳統(tǒng) 二維電解槽電極之間裝填粒狀或其它碎屑狀工作電極材料，并使裝填工作電 極材料表面帶電，成為新的一級(jí)(第三級(jí))，以增大電極的比表面積，即增 加極水比，提高污水的處理效率，降低處理成本。但目前三維電極電解反應(yīng)
4器在使用過(guò)程中粒子電極易被污染物污染，發(fā)生電極堵塞。電極堵塞將使處 理效率降低，難以使三維電極連續(xù)高效正常運(yùn)行，限制了三維電極的推廣應(yīng) 用。因此研制新型、高效的電解反應(yīng)器，用于工業(yè)和生活污水的處理，對(duì)減 少水體污染，保護(hù)環(huán)境提高城市生活污水的回用率，緩解城市供水日趨緊張 的局面，保持城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效去除有機(jī)污染物的新 型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 一種新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，它包括集水槽A、電解室B、布?xì)饧?給水分配室C;所述布?xì)饧敖o水分配室C位于最下方，集水槽A位于最上方， 電解室B位于中間；所述集水槽A底部由設(shè)有多個(gè)孔的布?xì)獍逯С郑娊馐褺 與布?xì)饧敖o水分配室C之間設(shè)有兩層布?xì)獍?，中間設(shè)有篩網(wǎng)，集水槽和電解 室之間用螺栓連接緊固；所述集水槽A的側(cè)面設(shè)有出水口，布?xì)饧敖o水分配 室C內(nèi)部設(shè)有布?xì)夤埽霾細(xì)夤軆蓚?cè)斜下方有多個(gè)布?xì)饪?，用于均勻布?xì)猓?br> 所述電解室B兩邊的側(cè)板內(nèi)靠近側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的用于嵌入 電極板的凹槽，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入陽(yáng)極電極和陰極電極，所述電解室B 內(nèi)i真充電才及才才泮十；
所述布?xì)饧敖o水分配室C側(cè)面設(shè)有進(jìn)水口，底部設(shè)有進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣 口與流量計(jì)及氣泵連接。
優(yōu)選的，所述布?xì)獍鍨槎嗫子袡C(jī)玻璃篩板。
優(yōu)選的，所述多孔有才幾玻璃篩板上的孔間距為9 11mm,孔徑 0.45 0.55mm?？讖揭部梢栽僭龃?。 優(yōu)選的，所述篩網(wǎng)為200目。
優(yōu)選的，所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有多個(gè)用于連接的螺栓孔，所 述集水槽A與電解室B之間、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室C之間用螺栓連接緊固。
優(yōu)選的，所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有12~ 16個(gè)用于連接的螺栓孔。
優(yōu)選的，所述兩個(gè)電極之間間距為80~ 120 mm，所述陽(yáng)極為鈥網(wǎng)基鍍 釕，所述陰極為不^t秀鋼網(wǎng)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果 第一，對(duì)現(xiàn)有的三維電極電化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行了改進(jìn)，在反應(yīng)室底部設(shè) 置了布?xì)獍澹夤茉O(shè)在布?xì)饧敖o水分配室底部，并延伸至布?xì)馐覂?nèi)，且在 兩側(cè)朝斜下方有多個(gè)布?xì)饪?，以便于均勻的布?xì)狻?br> 第二，用經(jīng)稀有金屬特殊處理后的鈦網(wǎng)作陽(yáng)極、不銹鋼網(wǎng)作陰極，所 選用的陰陽(yáng)電^5i且合首次應(yīng)用于苯酚;漠?dāng)M廢水的處理，苯酚去除率可達(dá)80% 以上，COD去除率75。/。以上。
第三，電解室底部由多孔有機(jī)玻璃篩板即布?xì)獍逯С?，分配室上部?由多孔有機(jī)玻璃篩板覆蓋，兩層之間用螺栓連接固定，兩層布?xì)獍逯虚g平鋪 篩網(wǎng)，這樣篩網(wǎng)可隨時(shí)更換，透氣性好、電解效率高。解決了以往布?xì)獍骞?定在電解室和分配室之間，電解反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，由于布?xì)獍灞惶磕?和雜質(zhì)堵塞，影響透氣和透水性從而影響處理效果的問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型布?xì)獍宓慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
如圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型布?xì)獍宓慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，它包括集水槽A、電解室B、布?xì)?br> 6及給水分配室C;所述布?xì)饧敖o水分配室C位于最下方，集水槽A位于最上方， 電解室B位于中間；所述集水槽A底部由設(shè)有多個(gè)孔的布?xì)獍?支持，電解室 B與布?xì)饧敖o水分配室C之間設(shè)有兩層布?xì)獍?，中間設(shè)有篩網(wǎng)2，集水槽和電 解室之間用螺栓連接緊固；所述集水槽A的側(cè)面設(shè)有出水口3，布?xì)饧敖o水 分配室C內(nèi)部設(shè)有布?xì)夤?，所述布?xì)夤?兩側(cè)斜下方有多個(gè)布?xì)饪?，用于 均勻布?xì)狻?br> 所述電解室B兩邊的側(cè)板內(nèi)靠近側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的用于嵌入 電極板的凹槽，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入陽(yáng)極電極6和陰極電極7，所述電解室 B內(nèi)填充電極材料8，采用顆粒狀活性炭作為電極材料填充于電解槽內(nèi)，填 入體積為電解室體積的二分之一左右。
所述布?xì)饧敖o水分配室C側(cè)面設(shè)有進(jìn)水口 9，底部設(shè)有進(jìn)氣口 10，所述 進(jìn)氣口 10與流量計(jì)11及氣泵12依次連接。
所述布?xì)獍?為多孔有機(jī)玻璃篩板。
所述多孔有機(jī)玻璃篩板上的孔間距10mm，孔徑0.5mm?？讖揭部梢栽?br> 力口， T以i曽力口至ij 9mm。
所述篩網(wǎng)2為200目，材料選用呢絨網(wǎng)，也可為其他材料。 所述布?xì)獍?的四周邊緣延伸部設(shè)有多個(gè)用于連接的螺栓孔13，所述
集水槽a與電解室B之間、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室c之間用螺栓連
接緊固。
所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有12 ~ 16個(gè)用于連接的螺栓孔13。
所述兩個(gè)電極之間間距為100 mm,所述陽(yáng)極6為鈦網(wǎng)基鍍釕，所述陰 極7為不銹鋼網(wǎng)。
本實(shí)用新型中，所述電解室B底部由布?xì)獍逯С?，所述電解室B上部 側(cè)面可以設(shè)有法蘭用于和集水槽下部的布?xì)獍暹B接；所述用于嵌入電極板的 凹槽，凹槽寬4mm,深3mm。
7所述布?xì)饧敖o水分配室C上部覆蓋有布?xì)獍澹瑐?cè)面設(shè)有進(jìn)水口用于連 水泵，底部設(shè)有進(jìn)氣口用于連接氣泵，電解時(shí)可采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)操作，電極 板每次使用前均經(jīng)預(yù)處理，由直流穩(wěn)壓電源供電進(jìn)行電解。
所述集水槽A與電解室B之間的布?xì)獍逑旅?、電解室B與布?xì)饧敖o水 分配室C之間的雙層布?xì)獍逯虚g平鋪有呢絨篩網(wǎng)，也可用其它材料篩網(wǎng)。 呢絨篩網(wǎng)用于防止活性炭落入分配室，電解反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，由于篩 網(wǎng)被炭末和雜質(zhì)堵塞，影響透氣和透水性，篩網(wǎng)可以隨時(shí)更換。 實(shí)施過(guò)程
將選定的陽(yáng)極電極6和陰極電極7嵌入反應(yīng)器凹槽中，放入經(jīng)苯酚模擬 廢水(300mg L - 1 )吸附飽和后的顆粒狀活性炭于電解室B,加入850mL 苯酚模擬廢水，從底部通入壓縮空氣，空氣由氣泵12提供，氣體流量 0.3m3/h,由流量計(jì)ll測(cè)得，由直流穩(wěn)壓電源14供電進(jìn)行電解。最佳電解 條件電解時(shí)間60min ，電解電壓為12V。
處理效果CODcr去除率80.5%，苯酚去除率86.2%。說(shuō)明本反應(yīng)器對(duì) 有機(jī)廢水降解較完全，苯酚降解后基本上完全轉(zhuǎn)化為C02和水。
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權(quán)利要求1、一種新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是它包括集水槽(A)、電解室(B)、布?xì)饧敖o水分配室(C)；所述布?xì)饧敖o水分配室(C)位于最下方，集水槽(A)位于最上方，電解室(B)位于中間；所述集水槽(A)底部由設(shè)有多個(gè)孔的布?xì)獍?1)支持，電解室(B)與布?xì)饧敖o水分配室(C)之間設(shè)有兩層布?xì)獍?，中間設(shè)有篩網(wǎng)(2)，集水槽和電解室之間用螺栓連接緊固；所述集水槽(A)的側(cè)面設(shè)有出水口(3)，布?xì)饧敖o水分配室(C)內(nèi)部設(shè)有布?xì)夤?4)，所述布?xì)夤?4)兩側(cè)斜下方有多個(gè)布?xì)饪?5)，用于均勻布?xì)猓凰鲭娊馐?B)兩邊的側(cè)板內(nèi)靠近側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的用于嵌入電極板的凹槽，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入陽(yáng)極電極(6)和陰極電極(7)，所述電解室(B)內(nèi)填充電極材料(8)；所述布?xì)饧敖o水分配室(C)側(cè)面設(shè)有進(jìn)水口(9)，底部設(shè)有進(jìn)氣口(10)，所述進(jìn)氣口(10)與流量計(jì)(11)及氣泵(12)依次連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍?1 )為多孔有機(jī)玻璃篩板。
3、 如權(quán)利要求2所述的新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述多孔有機(jī)玻璃篩板上的孔間距9 1 lmm,孔徑0.45 0.55mm。
4、 如權(quán)利要求1所述的新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述篩網(wǎng)(2)為200目。
5、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍?1)的四周邊緣延伸部設(shè)有多個(gè)用于連接的螺栓孔(13)，所述集水槽(A)與電解室(B)之間、電解室(B)與布?xì)饧敖o水分配室(C)之間用螺栓連接緊固。
6、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有12 ~ 16個(gè)用于連接的螺栓孔(13 )。
7、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述兩個(gè)電極之間間距為80~120mm，所述陽(yáng)極(6)為鈦網(wǎng)基鍍釕，所述陰極(7)為不《秀鋼網(wǎng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，它包括集水槽A、電解室B、布?xì)饧敖o水分配室C，所述集水槽A與電解室B、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室C之間設(shè)有布?xì)獍?，布?xì)獍鍨槎嗫子袡C(jī)玻璃篩板，布?xì)獍迳掀戒佊心亟q篩網(wǎng)，所述電解室B兩邊靠近側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的凹槽，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入兩個(gè)電極，電解室B內(nèi)填充電極材料，本實(shí)用新型反應(yīng)器電解效率高，通氣管設(shè)在布?xì)饧敖o水分配室底部，并延伸至布?xì)馐覂?nèi)，且在兩側(cè)朝斜下方有多個(gè)開(kāi)孔，便于均勻布?xì)?。呢絨篩網(wǎng)可隨時(shí)更換、透氣性好，并且拆裝清洗方便。
文檔編號(hào)C25B9/00GK201265045SQ20082010612
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者敏 李, 李子成, 李景印, 邵立榮, 郭玉鳳 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)