一种电化学高级氧化法污水处理的电极组件及其组装方法与流程

本发明涉及电化学高级氧化法污水处理技术领域，具体涉及一种电化学高级氧化法污水处理的电极组件及组装方法。

背景技术：

“电化学高级氧化法”一直是高毒性、难降解有机废水处理的有效途径，而硼掺杂金刚石涂层电极（bdd）是“电化学高级氧化法污水处理”设备的核心部件，高性能高寿命的bdd电极能够大大提高污水处理效率，降低处理成本。但是，传统的bdd电极一般为片状或网状，如图1所示，该电极的正、负极平行安装，有时会采用多组电极板并列设置的方式，这种结构的电极在大面积沉积金刚石涂层时比较困难，容易产生涂层剥落和裂纹，直接影响电极的使用寿命和处理效果此外，大面积的片状电极在出现涂层剥落后，会迅速蔓延，使整块电极完全失效，造成极大的浪费，这也使得传统bdd电极的使用成本居高不下，大大限制了其应用发展。此外，传统bdd电极需要大面积沉积，对涂层设备的要求高，同样不利于其批量生产和推广。

为了克服上述问题，申请号“202020255742x”的电化学高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石涂层电极专利，公开了柱状电极，该柱状电极代替传统的网状、片状电极，涂层沉积效果好，生产效率高，便于批量生产，但是，该种柱状电极，阴阳极间隔安装在隔板上，拆换的时候也要一层层、一根根地都取下来，装配还需要再一次按照顺序装配，组装和更好都很不方便。如何设计方便拆换的柱状电极组件是适用于高级氧化法污水处理，是当前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服传统的bdd电极存在的问题。本发明提供的电化学高级氧化法污水处理的电极组件及组装方法，通过柱状电极代替传统的板状电极，组装方便，便于更换，结构巧妙，设计新颖，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电化学高级氧化法污水处理的电极组件，包括呈上、下对称设置的阴极电极柱安装板、阳极电极柱安装板，所述阴极电极柱安装板的下表面垂直向下设置有等间隔分布的阴极电极柱，所述阳极电极柱安装板的上表面垂直向上设置有等间隔分布的阳极电极柱，所述阴、阳极电极柱以交叉间隔分布方式构成柱状电极矩形阵列，所述柱状电极矩形阵列内的阴极电极柱、阳极电极柱等间距间隔分布，所述柱状电极矩形阵列的外侧位于阴极电极柱安装板、阳极电极柱安装板之间设置有套筒，所述套筒的上、下外壁设置有向一侧延伸的进液端口、出液端口。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，所述阴极电极柱安装板、阳极电极柱安装板均通过位于处理槽端盖压紧固定在套筒对应侧的端部上。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，所述套筒包括依次连接的上部套筒段、中部套筒段和下部套筒段，所述上部套筒段的上端部外侧有用于和处理槽端盖连接的外螺纹，所述上部套筒段的上端部内侧与阴极电极柱安装板固定连接，所述下部套筒段的下端部外侧有用于和处理槽端盖连接的外螺纹，所述下部套筒段的下端部内侧与与阳极电极柱安装板固定连接。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，所述进液端口位于上部套筒段上，所述进液端口上连接有进口管道，所述出液端口位于下部套筒段上，所述出液端口上连接有出口管道。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，所述阴极电极柱、阳极电极柱均为硼掺杂金刚石涂层电极。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，所述阴极电极柱安装板上阴极电极柱的下端部与阳极电极柱安装板的上表面存在不导通的间隙；所述阳极电极柱安装板上阳极电极柱的上端部与阴极电极柱安装板的下表面存在不导通的间隙。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，所述阴极电极柱安装板、阳极电极柱安装板在安装电极的安装面上均设置有用于安装对应电极柱的安装孔。

一种电化学高级氧化法污水处理的电极组件的组装方法，包括以下步骤，

步骤（a），将阴极电极柱安装到阴极电极柱安装板的下表面，将阳极电极柱安装到阳极电极柱安装板的上表面；

步骤（b），将下部套筒段、中部套筒段和上部套筒段依次套接在阳极电极柱安装板的阳极电极柱外侧，将下部套筒段、中部套筒段和上部套筒段连接固定，形成套筒；

步骤（c），将安装有阴极电极柱的阴极电极柱安装板插接到套筒内，阴、阳极电极柱以交叉间隔分布方式构成柱状电极矩形阵列，并通过处理槽端盖压紧固定在套筒对应侧的端部上，形成电化学高级氧化法污水处理的槽体；

步骤（d），将进口管道安装到进液端口上，出口管道安装到出液端口上，完成电化学高级氧化法污水处理用电极组件的装配。

前述的电化学高级氧化法污水处理的电极组件的组装方法，步骤（a），将阴极电极柱安装到阴极电极柱安装板的下表面，将阳极电极柱安装到阳极电极柱安装板的上表面，所需的阴极电极柱、阳极电极柱数量可根据需要进行调整安装。

本发明的有益效果是：本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件及其组装方法，通过柱状电极代替传统的板状电极，组装方便，便于更换，结构巧妙，硼掺杂金刚石的阳极电极柱、阴极电极柱，金刚石涂层的附着力与沉积面积有关，面积越大，附着力越差。新型柱状电极的单根沉积面积相较于传统板状电极要小很多，不易发生涂层剥落。此外，传统板状电极因面积大、厚度薄，在运输、安装和使用过程中容易变形，更容易导致表面脆性的金刚石涂层产生细微裂纹乃至直接脱落，这些裂纹在使用过程中极易破损，进而导致整块bdd电极的失效，在实际对比试验中，柱状电极的测试寿命一般在传统电极的1.5~2.5倍，制备的硼掺杂金刚石涂层电极（bdd电极）膜层结合力好、使用寿命长，制备工艺简单，便于批量生成，且易于更换，而且，本发明的电极组件较申请号“202020255742x”的电化学高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石涂层电极专利，公开了柱状电极，便于拆装，方便更换失效的电极柱，其结构巧妙、设计新颖，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件的爆炸图一；

图2是本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件的爆炸图一；

图3是本发明的柱状电极矩形阵列的结构图；

图4是本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件组装后的结构图一；

图5是本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件组装后的结构图二；

图6是本发明的阳极电极柱安装板的结构示意图；

图7是本发明的柱状电极矩形阵列的分布示意图；

图8是本发明的阳极电极柱安装板的结构示意图；

图9是本发明的柱状电极矩形阵列的俯视图。

附图中标记的含义如下：

1：阴极电极柱安装板；101：阴极电极柱；2：阳极电极柱安装板；201：阳极电极柱；3：柱状电极矩形阵列；4：套筒；401：进液端口；402：出液端口；403：上部套筒段；404：中部套筒段；405：下部套筒段；5：处理槽端盖；6：进口管道；7：出口管道；9：安装孔。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1-图9所示，本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，包括呈上、下对称设置的阴极电极柱安装板1、阳极电极柱安装板2，所述阴极电极柱安装板1的下表面垂直向下设置有等间隔分布的阴极电极柱101，所述阳极电极柱安装板2的上表面垂直向上设置有等间隔分布的阳极电极柱201，所述阴、阳极电极柱以交叉间隔分布方式构成柱状电极矩形阵列3，所述柱状电极矩形阵列3内的阴极电极柱101、阳极电极柱201等间距间隔分布，如图7所示，存在间距，以防止阴、阳电极柱短路，所述柱状电极矩形阵列3的外侧位于阴极电极柱安装板1、阳极电极柱安装板2之间设置有套筒4，所述套筒4的上、下外壁设置有向一侧延伸的进液端口401、出液端口402。

所述阴极电极柱安装板1、阳极电极柱安装板2的均通过处理槽端盖5压紧固定在套筒4对应侧的端部。

优选的，所述套筒4包括依次连接的上部套筒段403、中部套筒段404和下部套筒段405，所述上部套筒段403的上端部外侧有用于和处理槽端盖5连接的外螺纹，所述上部套筒段403的上端部内侧与阴极电极柱安装板1固定连接，所述下部套筒段405的下端部外侧有用于和处理槽端盖5连接的外螺纹，所述下部套筒段405的下端部内侧与与阳极电极柱安装板2固定连接。

优选的，所述进液端口401位于上部套筒段403上，所述进液端口401上连接有进口管道6，所述出液端口402位于下部套筒段405上，所述出液端口402上连接有出口管道7，套筒4配合进液端口401和出液端口402，能够使电化学高级氧化法污水处理的电极组件形成沉淀反应的空间，提高高级氧化法污水处理的效果，这里的进液端口401、出液端口402的位置可根据需要更换。

优选的，所述阴极电极柱101、阳极电极柱201均为硼掺杂金刚石涂层电极，阳极电极柱1和阴极电极柱2均为硼掺杂金刚石涂层电极（bdd电极）膜层结合力好、使用寿命长，制备工艺简单，便于批量生成，金刚石涂层的附着力与沉积面积有关，面积越大，附着力越差。新型柱状电极的单根沉积面积相较于传统板状电极要小很多，不易发生涂层剥落。此外，传统板状电极因面积大、厚度薄，在运输、安装和使用过程中容易变形，更容易导致表面脆性的金刚石涂层产生细微裂纹乃至直接脱落，这些裂纹在使用过程中极易破损，进而导致整块bdd电极的失效，在实际对比试验中，柱状电极的测试寿命一般在传统电极的1.5~2.5倍，制备的硼掺杂金刚石涂层电极（bdd电极）膜层结合力好、使用寿命长，制备工艺简单，便于批量生成。

所述阴极电极柱安装板1上阴极电极柱101的下端部与阳极电极柱安装板2的上表面存在间隙；所述阳极电极柱安装板2上阳极电极柱201的上端部与阴极电极柱安装板1的下表面存在间隙，所述阴极电极柱安装板1、阳极电极柱安装板2在安装电极的安装面上均设置有用于安装对应电极柱的安装孔9，能够保证电极柱安装位置的准确性，还能够根据电极柱需要的数量，进行调整，方便组合使用，调整方便。

本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件的组装方法，包括以下步骤，

步骤（a），将阴极电极柱101安装到阴极电极柱安装板1的下表面，将阳极电极柱201安装到阳极电极柱安装板2的上表面，这里所需的阴极电极柱101、阳极电极柱201数量可根据需要进行调整安装；

步骤（b），将下部套筒段405、中部套筒段404和上部套筒段403依次套接在阳极电极柱安装板2的阳极电极柱201外侧，将下部套筒段405、中部套筒段404和上部套筒段403连接固定，形成套筒4；

步骤（c），将安装有阴极电极柱101的阴极电极柱安装板1插接到套筒（4）内，阴、阳极电极柱以交叉间隔分布方式构成柱状电极矩形阵列3，并通过处理槽端盖5压紧固定在套筒4对应侧的端部上，形成电化学高级氧化法污水处理的槽体，这里的步骤（b）和步骤（c）也可将部套筒段403、中部套筒段404和下部套筒段405依次套接在阴极电极柱安装板1的阴极电极柱101外侧，根据需要调整，方便组装，能够保证并保证阴、阳极电极柱交错放置即可；

步骤（d），将进口管道6安装到进液端口401上，出口管道7安装到出液端口402上，完成高级氧化法污水处理且便于拆装的电极组件的装配。

通过上述几个简单步骤，能够快速组装成型用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石涂层电极组件，方便操作，提高其的生产效率，便于批量生成。

本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件，将阴、阳极做成组件模块形式，方便直接取下，如电极组件的阳极有部分电极柱坏了，就不需要拆上面的阴极部分，直接把阳极组件拆下即可（而且是用端盖固定的，拆起来也方便），换的时候也简单，坏掉的那根拔了换根新的插上即可，然后再装回去可以，更换方便，效率提高。

综上所述，本发明的电化学高级氧化法污水处理的电极组件及其组装方法，通过柱状电极代替传统的板状电极，组装方便，便于更换，结构巧妙，硼掺杂金刚石的阳极电极柱、阴极电极柱，金刚石涂层的附着力与沉积面积有关，面积越大，附着力越差。新型柱状电极的单根沉积面积相较于传统板状电极要小很多，不易发生涂层剥落。此外，传统板状电极因面积大、厚度薄，在运输、安装和使用过程中容易变形，更容易导致表面脆性的金刚石涂层产生细微裂纹乃至直接脱落，这些裂纹在使用过程中极易破损，进而导致整块bdd电极的失效，在实际对比试验中，柱状电极的测试寿命一般在传统电极的1.5~2.5倍，制备的硼掺杂金刚石涂层电极（bdd电极）膜层结合力好、使用寿命长，制备工艺简单，便于批量生成，且易于更换，而且，本发明的电极组件较申请号“202020255742x”的电化学高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石涂层电极专利，公开了柱状电极，便于拆装，方便更换失效的电极柱，其结构巧妙、设计新颖，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。