一种多维电催化设备的制作方法
【专利摘要】一种多维电催化设备，包括反应器壳体、电源，反应器壳体内设有布水板，布水板与反应器壳体底部形成布水区，布水区内设有曝气管，布水板上设有相间排列且平行相对的阴极板和阳极板，阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，形成电极反应区，阴极板与电源的负极相连，阳极板与电源的正极相连，反应器壳体的上部设有溢流堰，溢流堰与反应器壳体侧壁形成出水区，反应器壳体的外侧设有进水管、出水管，进水管与布水区连通，出水管与出水区连通，电极反应区的上方依次为缓冲区、浮渣收集区，浮渣收集区位于反应器顶部液面位置处，浮渣收集区设有刮渣机。本发明既可用于生化系统的前处理提高废水的可生化性，也可以单独用于高浓度难降解有机废水的处理。
【专利说明】一种多维电催化设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高浓度难降解有机废水的处理设备，尤其涉及一种多维电催化设备。
【背景技术】
[0002]水是人类生活和社会生产必需的、不可替代的自然资源，水资源状况直接影响着经济社会发展和人民生活水平的提高，随着工业技术的飞速发展，生产规模不断扩大，高浓度有机废水的污染源日益增多，这一问题越来越引起社会各界的高度重视。由于高浓度有机废水的性质和来源不同，具有污染物含量高、毒性大、排放点分散、水量少，处理工艺复杂、投资和运行成本高及管理难等特点，采用一般的废水治理方法难以满足净化处理的经济和技术要求，因此，高浓度有机废水特别是有害有毒有机废水的治理，已成为现阶段国内外环境保护领域亟待解决的一个难题。
[0003]电催化技术是指在外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，产生大量的自由基，这些自由基与废水中难降解的大分子有机物发生反应，将其分解为易生物降解的小分子有机物，甚至将其完全氧化为CO2和H2O等无机物。所以，电催化技术在废水处理上具有广泛的应用前景。尤其是多维电催化技术通过向阴阳极板之间增加 粒子电极的方法提高了废水处理的效率，但是现有的多维电催化设备仍然存在一定的问题。
[0004]中国专利申请201210010637.X号公开了一种多维电催化反应器，该反应器将电极区与沉淀区分开设置，布置不够紧凑，设备所占空间大，此外，未考虑粒子电极可能遇到的堵塞问题。
[0005]中国专利申请201010211874.3号公开了一种内循环多维电催化废水处理装置，采用钛板作为电极，增加了设备的投资成本并消耗了重要的金属资源。该装置虽然通过内循环的方式解决粒子电极的堵塞问题，但同时使得装置内废水的流态接近于全混流，降低了处理效果。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种能有效处理高浓度有机废水的多维电催化设备。该电催化设备具有能耗低、电极寿命长等优点。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种多维电催化设备，包括反应器壳体、电源，所述反应器壳体内设有布水板，所述布水板与反应器壳体底部形成布水区，所述布水区内设有曝气管，所述布水板上设有相间排列且平行相对的阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，形成电极反应区，所述阴极板与电源的负极相连，所述阳极板与电源的正极相连，所述反应器壳体的上部设有溢流堰，所述溢流堰与反应器壳体侧壁形成出水区，所述反应器壳体的外侧设有进水管、出水管，所述进水管与布水区连通，所述出水管与出水区连通，所述电极反应区的上方依次为缓冲区、浮渣收集区，所述浮渣收集区位于反应器顶部液面位置处，所述浮渣收集区设有刮渣机。
[0008]进一步，所述阴极板和阳极板为带催化剂涂层的石墨板，涂层所用催化剂可为TiO2 等。
[0009]进一步，所述粒子电极为铁碳电极。 [0010]进一步，所述电源为外接的O~12V低压直流稳流电源。
[0011]进一步，所述反应器壳体为长方体，所述反应器壳体由塑料、玻璃钢、环氧树脂和不锈钢或碳钢内衬防腐橡胶制成。
[0012]进一步，所述布水板为穿孔板，所述进水管采用法兰与外部管道连接。
[0013]所述反应器壳体的大小视处理污水水量而定，所述阴阳极板的尺寸根据反应器壳体的大小确定。所述缓冲区是在极板区上使水流稳定的区域。
[0014]本发明具有以下优点:
1)集电催化和电絮凝工艺为一体，处理效果优于常规的电催化设备，能耗低于常规的电催化设备；
2)阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，增大电极比表面积，可提高电流效率，降低能耗和废水处理成本；
3)采用同步进水曝气的方式对废水和空气进行全面混合，即可提高废水中氧化物质的产生速率和产生量，增加废水处理的效率，同时也对粒子电极表面进行冲洗，防止电极反应生成的絮状物堵塞电极之间的空隙；
4)充分发挥电催化过程产生的微细气泡的气浮作用，进一步净化废水，提高装置的整体废水处理效果；
5)阴阳极板采用带催化剂涂层的石墨板，为惰性材料，能够减少极板的损耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例的结构示意图；
图中:1、反应器壳体，2、进水管，3、曝气管，4、布水板，5、阳极板，6、阴极板，7、溢流堰，
8、出水管，9、电源，10、粒子电极。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0017]参照图1，本实施例包括反应器壳体1、电源9,所述反应器壳体I内设有布水板4,所述布水板4与反应器壳体I底部形成布水区，所述布水区内设有曝气管3，所述布水板4上设有相间排列且平行相对的阴极板6和阳极板5，所述阴极板6和阳极板5之间填充有粒子电极10，形成电极反应区，所述阴极板6与电源9负极相连，所述阳极板5与电源9正极相连，所述反应器壳体I的上部设有溢流堰7，所述溢流堰7与反应器壳体I侧壁形成出水区，所述反应器壳体I的外侧设有进水管2、出水管8，所述进水管2与布水区连通，所述出水管8与出水区连通，所述电极反应区的上方依次为缓冲区、浮渣收集区，所述浮渣收集区位于反应器顶部液面位置处，所述浮渣收集区设有刮渣机(图中未示出)。
[0018]所述阴极板6和阳极板5为带催化剂涂层的石墨板，涂层所用催化剂为Ti02。
[0019]所述粒子电极为铁碳电极。[0020]所述电源9为外接的O~12V低压直流稳流电源。
[0021]所述反应器壳体I为长方体，所述反应器壳体I是由塑料、玻璃钢、环氧树脂和不锈钢内衬防腐橡胶制成。
[0022]所述布水板4为穿孔板，所述进水管2采用法兰与外部管道连接。
[0023]工作时，待处理废水通过进水管2进入反应器壳体I内，空气通过曝气管3进入反应器壳体I与待处理废水混合，与空气混合后的废水通过布水板4进入电极反应区发生电催化反应，废水中的有机物被粒子电极吸附并在电催化作用下进行降解，废水得到净化；废水流经电极反应区后继续向上流，经缓冲区后通过溢流堰7收集，最终通过出水管8流出设备外，而反应产生的浮渣通过刮渣机去除，从而达到净化水质的目的。
[0024]本发明具有适用废水水质范围广、反应速度快、不受废水中有毒物质的影响、一次投资和运行费用低等特点。本发明既可以作为生化系统的前处理提高废水的可生化性，也可以单独用于高浓 度难降 解有机废水的处理。
【权利要求】
1.一种多维电催化设备,包括反应器壳体、电源,其特征在于:所述反应器壳体内设有布水板，所述布水板与反应器壳体底部形成布水区，所述布水区内设有曝气管，所述布水板上设有相间排列且平行相对的阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，形成电极反应区，所述阴极板与电源的负极相连，所述阳极板与电源的正极相连，所述反应器壳体的上部设有溢流堰，所述溢流堰与反应器壳体侧壁形成出水区，所述反应器壳体的外侧设有进水管、出水管，所述进水管与布水区连通，所述出水管与出水区连通，所述电极反应区的上方依次为缓冲区、浮渣收集区，所述浮渣收集区位于反应器顶部液面位置处，所述浮渣收集区设有刮渣机。
2.根据权利要求1所述的多维电催化设备，其特征在于:所述阴极板和阳极板为带催化剂涂层的石墨板，涂层所用催化剂为Ti02。
3.根据权利要求1或2所述的多维电催化设备，其特征在于:所述粒子电极为铁碳电极。
4.根据权利要求1或2所述的多维电催化设备，其特征在于:所述电源为外接的O~12V低压直流稳流电源。
5.根据权利要求1或2所述的多维电催化设备，其特征在于:所述反应器壳体为长方体，所述反应器壳体由塑料、玻璃钢、环氧树脂和不锈钢或碳钢内衬防腐橡胶制成。
6.根据权利要求1或2所述的多维电催化设备，其特征在于:所述布水板为穿孔板，所述进水管采用法兰与外部管道连接。`
【文档编号】C02F101/30GK103739039SQ201410019481
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】饶冰青 申请人:化工部长沙设计研究院