一种复合多维电催化装置的制作方法

文档序号:14931030发布日期:2018-07-13 18:13阅读:365来源:国知局

本实用新型涉及一种多维电催化装置,尤其涉及一种复合多维电催化装置。



背景技术:

目前国内垃圾渗滤液采用膜技术进行深度处理,但是膜技术处理过程中产生的浓缩液,处理难度更大。采用复合多维电化学工艺对垃圾渗滤液进行深度处理,彻底消除了垃圾渗滤液浓缩液产生的二次污染,对减轻环境污染,保护水资源具有重要意义。电化学水处理技术包括氧化降解和氧化转化,氧化降解的目标是将CODcr矿化为CO2和H2O,氧化转化的目标是将有毒物质转变为无毒物质、将与生物不相容的物质转变为与生物相容的物质;氧化降解又分为直接电催化氧化降解和间接氧化降解,所以电化学水处理技术是一个复杂的系统工程,被科技界誉为“21世纪环境友好型”技术。

在高盐度、高酸度、高色度、高浓度有毒有害的生物难降解废水处理中常用的电化学技术,主要有电解法、电气浮、电絮凝等几种类型。电解法是采用低电压大电流电源,电耗大、效率低、运行费用高,不符合我国现在倡导的节能低耗的原则;电气浮是采用无损耗石墨电极,通过在直流电场的作用下,生成H2、O2等气体的气浮作用来处理废水,但存在电流效率低、处理效果差、运行费用高的缺点;电絮凝是采用有损耗铁电极、铝电极,在直流电场的作用下,产生电絮凝作用来处理废水,但也存在铁、铝金属材料消耗大、电流效率低、运行费用高的缺点。由于上述原因电解法、电气浮、电絮凝等几种电化学技术,只能做成小型装置,不能制成大规模的工业设备,限制了推广应用。



技术实现要素:

本实用新型的目的是克服现有技术的不足,提供一种多维电催化装置,解决现有电解法、电气浮、电絮凝等几种电化学技术存在金属材料消耗大、电流效率低、处理效果差、运行费用高等问题,能大幅度提高电流效率、降低金属材料消耗、降低运行成本,提高处理效果。

为实现上述目的,本实用新型的技术解决方案是:提供一种复合多维电催化装置,包括调频脉冲直流电源和催化槽,其特征在于:所述催化槽内设有隔板、进水孔板、电极板、复合多维电活性粒子和进水分布管,该进水分布管位于催化槽的下部,进水分布管的上部设有进水孔板、电极板位于两进水孔板之间,该电极板为阴、阳极夹层结构,夹层内设有复合多维电活性粒子,所述电极板通过电极与调频脉冲直流电源相连,所述催化槽的上部还设有出水管,下部设有排污管。

所述电极板的阴极采用Ni-Al合金板;阳极采用Ti/RuO2-IrO2-CeO2活性阳极板。

所述复合多维电活性粒子是由铁刨花、碳钢刨花、铸铁屑、石墨、活性炭、焦炭、稀土元素、二元金属和过渡金属氧化物组成的混合物。

所述进水孔板是开有微孔的聚乙烯材质的挡板。

所述隔板是斜置于催化槽内的挡板,其高端与催化槽相连。

所述的调频脉冲直流电源的可调频率为0-10000赫兹,可调电压为0-300伏,可调电流为0-500安。

本实用新型的有益效果是: 采用多维催化电极替代原有电解法、电气浮、电絮凝等几种电化学技术,具有占用空间小,能耗低,效率高,故障少,运行稳定,处理费用低等特点,对处理高盐度、高酸度、高色度、高浓度有毒有害的生物难降解废水有明显效果,本装置可将垃圾渗滤液中的污染物CODcr迅速被氧化、还原、降解,直至彻底去除,CODcr去除率可达到90%以上。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中:1—催化槽,2—复合多维电活性粒子,3—进水孔板,4—进水分布管,5—排水孔,6—电极板,7—隔板,8—出水管,9排污管,10—电极,11—直流电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其具体实施方式作进一步详细说明。

参见图1,本实用新型包括调频脉冲直流电源11和催化槽1,其特征在于:所述催化槽1内设有隔板7、进水孔板3、电极板6、复合多维电活性粒子2和进水分布管4,该进水分布管位于催化槽1的下部,进水分布管4的上部设有进水孔板3、电极板6位于两进水孔板3之间,该电极板为阴、阳极夹层结构,夹层内设有复合多维电活性粒子2,所述电极板6通过电极10与调频脉冲直流电源11相连,所述催化槽1的上部还设有出水管8,下部设有排污管9。

所述电极板6的阴极采用Ni-Al合金板;阳极采用Ti/RuO2-IrO2-CeO2活性阳极板。

所述复合多维电活性粒子2是由铁质材料、惰性炭颗粒和催化剂材料组成的活性粒子;铁质材料为铁刨花、碳钢刨花和铸铁屑中的一种或几种的混合;惰性碳颗粒为石墨、活性炭和焦炭中的一种或几种的混合;催化剂为稀土元素、二元金属和过渡金属氧化物中的一种或几种的混合, 催化剂粒径为1-3mm。

所述进水孔板3是开有微孔的聚乙烯材质的挡板。

所述隔板7是斜置于催化槽1内的挡板,其高端与催化槽1相连。

所述的调频脉冲直流电源的可调频率为0-10000赫兹,可调电压为0-300伏,可调电流为0-500安。

工作时,废水由进水分布管4均匀布水,废水由催化槽1底部上升与通有调频脉冲直流电源的电极板6和复合多维电活性粒子2接触混合,发生一系列电催化化学作用,这样通过原电池微电解降解废水中污染物,包括电泳作用,铁的还原作用和正二价铁离子、正三价铁离子的络合絮凝作用,氢的氧化还原作用,能对废水进行脱色,能破坏分解大分子有机物结构,能对金属、非金属污染物氧化还原、沉淀,从而达到降解废水中有机污染物的目的;同时,复合多维电活性粒子在高梯度电场作用下,小颗粒两端分别存在不同的极性发生氧化还原反应,每一个小颗粒都是一个微电解池;每一个小颗粒的取向是不同的,与电极板一起组成了复合多维电极;由于每个微电解池的阴极和阳极距离很近,与废水接触面积大,传质容易电导快;并且活性填料颗粒中存在由稀土元素、二元金属或过渡金属氧化物组成的催化剂,能产生与电极板同样的电催化作用,因此电流效率成倍提高,处理效果加大,处理费用降低很多。同时在催化槽1的上部设有隔板7,能有效的将一些物质隔挡沉淀下来,大部分污染物已经去除,使出水管8排出的水达到排放标准。

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