一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置，该装置由反应器外壳、阴阳极板、粒子电极、导电颗粒、曝气管、离子交换膜及直流电源组成。该装置在阴阳极板之间装填粒子电极实现三维电催化氧化功能，在粒子填料层中增设离子交换膜来实现阴阳离子的定向移动，在去除污水有机物浓度的同时可以降低污水的含盐量，同时可降低三维电催化氧化反应器的运行能耗。
【专利说明】一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置，属于水处理领域。
【背景技术】
[0002]目前，有许多废水是难以采用常规的生化降解或者物理方法处理的，如垃圾渗滤液、汽车板连退平整液废水、热镀锌光整液废水、镀锡PSA废水、各种染料颜料涂料农药医药兽药炸药等生产废水及其中间体废水、炼油废水、油田废水和其他精细化工废水。这些废水有机物浓度高，可生化性差、成分复杂、含生物致毒物质(如重金属离子、有毒有机物等)，常规的生化、物化处理方法具有比较大的局限性，而电催化氧化特别是三维电催化氧化对该类废水处理有较好的适用性。
[0003]三维电催化氧化反应器除了选择较适合的阴阳极、电极材料和合适的电极间距及电极形状、结构、排布、面积等因素外，针对污水特征形成合理适用的反应区间也会直接影响其处理效果和效率。在处理高盐度有机污水时，由于污水电导率较高，三维电催化氧化电流密度较大，电流利用率较低，处理过程中pH值变化较大，需要投加酸碱进行中和，处理后的出水含盐量仍然较高，不满足后续生化处理的进水要求。
【发明内容】
[0004]本实用新型所涉及的一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置由反应器外壳、阴阳极板、石墨颗粒、导电颗粒、曝气管、离子交换膜及直流电源组成，离子交换膜将阴阳极板正对的空间分割为反应区与酸液或碱液生成区；反应区填充石墨颗粒，其外形可以为柱状、球状或扁球状；在酸液或碱液生成区填充导电颗粒，导电颗粒为石墨颗粒，金属颗粒或其他导电颗粒,其外形可以为柱状、球状或扁球状；在反应区与酸液或碱液生成区的底部设置曝气管，曝气强度为4飞m3/ (m2*h)0
[0005]该带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置通过离子交换膜将反应器的有效反应区进行分割，形成的三维电催化氧化反应区可有效的矿化有机污染物，形成的酸液或碱液生成区可有效的容纳透过离子交换膜的阳离子或阴离子，可生成有再利用价值的稀酸液或稀碱液。该装置不仅可更有针对性的处理有机含盐污水，还能有效的转移并利用有机污水中的阴阳离子，减少加药量，提高处理效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置中带阴离子交换膜反应器的示意图，其中1.反应器外壳、2.阳极板、3.石墨颗粒、4.曝气管、5.阴离子交换膜、6.导电颗粒、7.阴极板、8.直流电源。
[0007]图2为一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置中带阳离子交换膜反应器的示意图，其中1.反应器外壳、2.阳极板、3.导电颗粒、4.曝气管、5.阳离子交换膜、6.石墨颗粒、7.阴极板、8.直流电源。
[0008]图3为一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置中带阴阳离子交换膜反应器的示意图，其中1.反应器外壳、2.阳极板、3.导电颗粒、4.曝气管、5.阳离子交换膜、6.石墨颗粒、7.阴离子交换膜、8.阴极板、9.直流电源。
【具体实施方式】
[0009]为了更好的理解本实用新型的设备构成，下面结合【具体实施方式】进行阐述。
[0010]带阴离子交换膜的反应器请参见图1，反应器外壳I为矩形，材质为玻璃钢或PVC板制成；阳极板2和阴极板7分别置于反应器两侧，分别与直流电源8的正极和负极连接；在阳极板2和阴极板7的正对空间内平行布置阴离子交换膜5将其分割为反应区和碱液生成区，在反应区填充石墨颗粒3，在碱液生成区填充导电颗粒6 ;在反应区和碱液生成区底部布置曝气管4，曝气管4接入压缩空气，构成了带阴离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置。
[0011]带阳离子交换膜的反应器请参见图2，反应器外壳I为矩形，材质为玻璃钢或PVC板制成；阳极板2和阴极板7分别置于反应器两侧，分别与直流电源8的正极和负极连接；在阳极板2和阴极板7的正对空间内平行布置阳离子交换膜5将其分割为酸液生成区和反应区，在酸液生成区填充导电颗粒3，在反应区填充石墨颗粒6 ;在反应区和酸液生成区底部布置曝气管4，曝气管4接入压缩空气，构成了带阳离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置。
[0012]带阴阳离子交换膜的反应器请参见图3，反应器外壳I为矩形，材质为玻璃钢或PVC板制成；阳极板2和阴极板8分别置于反应器两侧，分别与直流电源9的正极和负极连接；在阳极板2和阴极板8的正对空间内平行布置阳离子交换膜5和阴离子交换膜7，依次排列顺序为阳极板2、阳离子交换膜5、阴离子交换膜7、阴极板8，将其分割为酸液生成区、反应区和碱液生成区，在反应区填充石墨颗粒6，在酸液和碱液生成区填充导电颗粒3 ;在反应区和酸碱液生成区底部布置曝气管4，曝气管4接入压缩空气，构成了带阴阳离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置。
[0013]本实用新型所描述的带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置用于处理有机废水时，先在反应区内装入废水，在酸液或碱液生成区装入自来水或生产工艺水，废水需要没过石墨颗粒和导电颗粒，启动直流电源，调节电源电压及压缩空气流量，处理一段时间后，反应区的废水和酸碱生成区的稀酸或稀碱可以倒出。
[0014]以下通过具体实施案例对本实用新型带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置在处理废水中的应用作进一步说明。
[0015]例1:以PVC板焊接成反应器外壳，以石墨极板为阳极，石墨极板为阴极，球状不锈钢颗粒为导电颗粒，在两极板中设置阴离子交换膜构成带阴离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置。在0.15mVh的空气流量下，15V电压下在反应区投加COD为25000mg/L，TDS为40000mg/L的丙烯酸废水5L，在碱液生成区投加自来水IL ;处理180分钟，废水COD去除率达到75%，TDS去除率为75%，碱液生成区产生浓度为9 %的稀烧碱溶液。
[0016]例2:以玻璃钢制成反应器外壳，以石墨极板为阳极，钛板为阴极，石墨颗粒为导电颗粒，在两极板中设置阳离子交换膜构成带阳离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置。在0.lm3/h的空气流量下，20V电压下在反应区投加COD为15000mg/L，TDS为50000mg/L的硝基苯废水5L，在酸生成区投加自来水IL ;处理120分钟，废水COD去除率达到65%，色度去除率达到85%，TDS去除率为70%，酸生成区产生浓度为8.5%的稀硝酸。
[0017]例3:以玻璃钢制成反应器外壳，以石墨极板为阳极，钛板为阴极，石墨颗粒为导电颗粒，在两极板中分别设置阳离子交换膜和阴离子交换膜构成带阴阳离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置。在0.25mVh的空气流量下，25V电压下在反应区投加COD为20000mg/L, TDS为45000mg/L的CLT废水5L，在酸碱生成区分别投加自来水IL ;处理240分钟，废水COD去除率达到70%，TDS去除率为85%，在酸液生成区产生浓度为10%的盐酸，在碱液生成区产生浓度为12 %的稀烧碱溶液。
[0018]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置由反应器外壳、阴阳极板、石墨颗粒、导电颗粒、曝气管、离子交换膜及直流电源组成，其特征为离子交换膜将阴阳极板正对的空间分割为反应区与酸液或碱液生成区。
2.根据权利要求1所述的一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置，其特征在于在反应区填充石墨颗粒，其外形可以为柱状、球状或扁球状。
3.根据权利要求1所述的一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置，其特征在于在酸液或碱液生成区填充导电颗粒，导电颗粒为石墨颗粒，金属颗粒或其他导电颗粒，其外形可以为柱状、球状或扁球状。
4.根据权利要求1所述的一种带离子交换膜的三维电催化氧化污水处理装置，其特征在于在反应区与酸液或碱液生成区的底部设置曝气管，曝气强度为Γ6πι3/ Cm2.h)。
【文档编号】C02F1/467GK204111384SQ201420486798
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】李明, 陈凯华, 潘建通, 赵嫱, 张雷 申请人:北京博汇特环保科技有限公司