一种用于卤代有机物脱卤和废水降解的三室双膜电解槽的制作方法

本实用新型属于电化学水电解技术领域，具体地，涉及一种用于卤代有机物脱卤和废水降解的三室双膜电解槽。

背景技术：

有机卤代物常作为原材料、中间体、溶剂等广泛应用于有机合成中，在人类生产和生活中作用显著。然而，许多有机卤代物随意或不可避免地排放到环境中，对臭氧层、生态安全及人类健康造成严重危害。

卤代有机物的大量使用和排放使得水体中卤代物污染日益严重，威胁着生态安全与人体健康。氯酚和全氟辛磺酸类污染物是水体中广泛存在的具有代表性的难降解有机污染物。并且，卤代有机污染物具有环境持久性、难生物降解、生物积累性、高毒性和长距离迁移能力等特点，在土壤和大气等野外环境中也均有分布，如何有效解决卤代污染物已成为环境领域关注的焦点。

目前，卤代有机废水的主要处理方法主要有：生物法、物理吸附法、光降解法和电化学氧化法。由于卤代有机物具有生物毒性，常规的生物法难以处理，反应条件不宜控制；吸附法吸附剂容易失活，再生困难；超声法能耗大，处理量小；光降解法效率低，对废水的透光性有较高要求；电化学氧化法处理效率高，反应条件温和，是目前最有可能被工业化应用的一项技术。现有工艺中通常进行卤代有机物加氢脱卤反应时，常会因为密封效果不好、或者能耗较高造成反应效率低下，同时卤代反应后有机废水不加以处理排至环境中对环境造成污染。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种用于卤代有机物加氢脱卤的三室双膜电解槽。所述三室双膜电解槽解决了容器反应的密封问题，同时增加了内循环设备，使反应更加完全。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：

一种用于卤代有机物加氢脱卤的三室双膜电解槽，包括主体、与主体顶端开口配合设置的橡胶垫以及设置在橡胶垫上方的盖子；

所述主体从左到右依次被分隔成阳极室、中央室和阴极室，所述阳极室和中央室之间用阳离子交换膜隔开，所述中央室和阴极室之间用阴离子交换膜隔开；在所述阳极室的左侧从上到下依次设有阳极室出水口、内循环口Ⅰ、内循环口Ⅱ和阳极室进水口，其中阳极室出水口和阳极室进水口为对角设置，内循环口Ⅰ和内循环口Ⅱ为平行设置；在所述阴极室的右侧从上到下依次设有阴极室出水口、内循环口Ⅲ、内循环口Ⅳ和阴极室进水口，其中阴极室出水口和阴极室进水口为对角设置，内循环口Ⅲ和内循环口Ⅳ为平行设置；在所述中央室的前侧设有中央室出水口，后侧设有中央室进水口；

在所述盖子上设有四个可拆卸的电极夹口，其中的三个电极夹口设置在对应阳极室的左侧，分别放置降解脱卤后废液的工作电极、脱卤的对电极和降解脱卤后废液的对电极，另外一个电极夹口设置在对应阴极室的右侧，用于放置脱卤的工作电极；在所述电极夹口内均环设有凹槽，所述凹槽内镶嵌有密封垫。

作为对上述方案的进一步优化，在所述三室双膜电解槽的左右两端各设一个用于固定盖子、橡胶垫和主体的可拆卸式卡扣。

作为对上述方案的更进一步优化，所述卡扣包括配合三室双膜电解槽的框架，在框架的左右顶端均设有调节松紧的螺丝和螺母。

作为对上述方案的进一步优化，在所述电极夹口内均环设有两个凹槽。

作为对上述方案的进一步优化，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜均通过在两侧设置多孔薄板进行固定。

有益效果：

（1）本发明自制的可拆卸式电极夹口，设置有两个密封垫，可以与电极紧密结合，防止漏液；

（2）本发明将脱卤与氧化降解脱卤后废液装置合二为一，脱卤产生的废液被彻底氧化成CO2和H2O后外排，能够更高效、低耗同步去除卤代有机物；

（3）本发明实现了电解槽内反应在不同反应室之间的连续进行，也能控制某一反应室单独进行；

（4）本发明设置有内循设备，可以促进反应高效进行。

附图说明

图1是本发明所述三室双膜电解槽盖子的俯视图；

图2是本发明所述三室双膜电解槽橡胶垫的俯视图；

图3是本发明所述三室双膜电解槽主体的俯视图；

图4是本发明所述三室双膜电解槽卡扣的左视图；

图5是电极杆置于电极夹口中的的结构示意图；

图6是电极杆置于电极夹口中的纵向剖视图；

附图标记：1、盖子；2、电极夹口Ⅰ；3、电极夹口Ⅱ；4、电极夹口Ⅲ；5、电极夹口Ⅳ；6、电极杆；7、密封垫；8、橡胶垫；9、阳极室；10、阳离子交换膜；11、中央室；12、阴离子交换膜；13、阴极室；14、阳极室出水口；15、内循环口Ⅰ；16、内循环口Ⅱ；17、阳极室进水口；18、中央室出水口；19、中央室进水口；20、阴极室出水口；21、内循环口Ⅲ；22、内循环口Ⅳ；23、阴极室入水口；24、卡扣；25、螺丝；26、螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种用于卤代有机物加氢脱卤的三室双膜电解槽，从上到下依次设有盖子1、橡胶垫8和主体，左右两边还各设一个用于固定盖子、橡胶垫和主体的卡扣24；如图1所示，在所述盖子1上设有四个可拆卸的电极夹口，其中的三个（电极夹口Ⅰ2、电极夹口Ⅱ3和电极夹口Ⅲ4）设置在盖子1的左边且从前向后依次放置降解脱卤后废液的工作电极、脱卤的对电极和降解脱卤后废液的对电极；另外一个电极夹口Ⅳ5设置在盖子的右侧，用于放置脱卤的工作电极。如图5和图6所示，在每个电极夹口内均环设有两个凹槽，每个凹槽内镶嵌有一个密封垫7；电极杆6的直径较电极夹口内径稍小，方便拆卸，但可以和密封垫7密切结合。

如图2所示，所述橡胶垫8配合主体的顶端开口设计，与主体的顶端开口契合；

如图3所示，所述主体自左向右依次被分隔为阳极室9、中央室11和阴极室13；其中，所述阳极室9和中央室11之间用阳离子交换膜10隔开，所述中央室11和阴极室13之间用阴离子交换膜12隔开；所述阳离子交换膜10和阴离子交换膜12分别用两层多孔薄板固定；在所述阳极室9左边设置有四个管，自上而下依次为阳极室出水口14、内循环口Ⅰ15、内循环口Ⅱ16和阳极室进水口17，其中阳极室进水口17和阳极室出水口14为对角设置，内循环口Ⅰ15和内循环口Ⅱ16为水平设置；所述中央室11设置有两个管，前面为中央室11出水口18，后面为中央室进水口19；在所述阴极室13右边设置有四个管，自上而下依次为阴极室出水口20、内循环口Ⅲ21、内循环口Ⅳ22、阴极室进水口23，其中阴极室进水口23和阴极室出水口20为对角设置，内循环口Ⅲ21和内循环口Ⅳ22为水平设置；其中，所述阴极室内循环口Ⅲ21和内循环口Ⅳ22通过橡胶管与压力泵连接；所述阴极室进水口23通过橡胶管与压力泵连接，阴极室出水口20与阳极室进水口17通过橡胶管连接；所述阳极室内循环口Ⅰ15和内循环口Ⅱ16通过橡胶管与压力泵连接；所述中央室进水口19通过橡胶管与压力泵连接；

所述卡扣24的结构如图4所示，包括一个配合盖子、橡胶垫和主体三部分结构的框架，在框架的左右顶端均设有可以调节松紧的螺丝25和螺母26。

利用上述三室双膜电解槽装置降解卤代有机废水的方法，按以下步骤进行：

（1）自下而上安装好电解槽，用卡扣24连接好，电极杆6固定在电极夹口；

（2）废水经压力泵由阴极室进水口23进入阴极室13，内循环管口由橡胶管连接，缓冲溶液经压力泵由中央室进水口19进入中央室11，将脱卤的工作电极和对电极的电源接通；

（3）脱卤完成后的溶液经橡胶管由阳极室进水口17进入阳极室9，将降解脱卤后废液的工作电极和对电极的电源接通，降解后的溶液外排；

（4）中央室11收集卤代有机物脱掉的卤素离子。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明的限制。