一种高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极及组装方法与流程

本发明涉及高级氧化法污水处理技术领域，具体涉及一种高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极及组装方法。

背景技术：

“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，而硼掺杂金刚石电极(bdd)是“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。

如何设计一种新型的高附着力、低损耗且易于生产的bdd电极，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。本发明的高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极及组装方法，通过采用阵列分布的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，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：

一种用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极，包括圆柱形的阳极电极柱和阴极电极柱，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，该柱状电极矩形阵列的每排均由阳极电极柱、阴极电极柱间隔分布构成，

所述柱状电极矩形阵列通过绝缘保护支架层安装固定，所述绝缘保护支架层用于将各阳极电极柱、阴极电极柱间隔开来。

前述的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极，所述柱状电极矩形阵列的上端分别设置有连接阳极电极柱的阳极导电板、连接阴极电极柱的阴极导电板，所述阳极导电板和阴极导电板分别设置在绝缘材质制成的隔离板下、上两侧，以防止阴、阳电极柱短路。

前述的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极，所述阳极导电板、阴极导电板上设置有与柱状电极矩形阵列内阳、阴电极位置相应的电极安装孔，所述阳极电极柱从阳极导电板上对应位置的电极安装孔穿出、固定；所述阴极电极柱穿过阳极导电板上的相应孔位后，从阴极导电板上对应位置的电极安装孔穿出、固定，且所述阴极电极柱与阳极导电板上的相应孔不接触。

前述的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极，所述柱状电极矩形阵列的下端部固定在绝缘基座的内部。

前述的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极，所述隔离板上设置有导电端子，所述导电端子与阳极导电板连接。

一种用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极的组装方法，包括以下步骤，

步骤(a)，将阳极电极柱、阴极电极柱依次卡接到绝缘保护支架层的卡槽内，将阳极电极柱、阴极电极柱间隔开；

步骤(b)，将装有阳极电极柱、阴极电极柱的绝缘保护支架层逐层安装，形成柱状电极矩形阵列；

步骤(c)，将阳极导电板安装到柱状电极矩形阵列的上端，将阳极电极柱从阳极导电板上对应位置的安装孔穿出、固定；

步骤(d)，在阳极导电板上安装绝缘材质制成的隔离板，且将导电端子穿过隔离板与阳极导电板连接，将阴极导电板安装到隔离板的上方，将阴极电极柱依次贯穿阳极导电板、隔离板、阴极导电板上对应位置的孔，并最终与阴极导电板固定；

步骤(e)，在柱状电极矩形阵列的下端部固定绝缘基座，完成柱电极组装。

前述的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极的组装方法，步骤(d)，将阴极电极柱依次贯穿阳极导电板、隔离板、阴极导电板上对应位置的孔，所述阴极电极柱与阳极导电板上的相应孔不接触。

本发明的有益效果是：本发明的高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极及组装方法，通过柱状电极代替传统的网状电极，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，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是传统的金刚石电解的网状电极组件的结构示意图；

图2是本发明的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极的结构示意图；

图3是本发明的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极的侧视图；

图4是本发明的绝缘保护支架层、绝缘保护侧部支架层固定电极柱的示意图；

图5是本发明的阳极电极柱导向板、阴极电极柱导向板安装的示意图；

图6是本发明的柱状电极矩形阵的俯视图；

图7是本发明的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极组装后的示意图；

图8是本发明的绝缘保护支架层的结构示意图；

图9是本发明的绝缘保护侧部支架层的结构示意图。

附图中标记的含义如下：

1：阳极电极柱；101：弹簧安装部；2：阴极电极柱；3：柱状电极矩形阵列；4：绝缘保护支架层；401：中部卡接边框条；402：中部镂空孔；403：中部弧形槽；5：阳极导电板；6：阴极导电板；7：隔离板；701：导电端子；8：绝缘基座；9：绝缘保护侧支架层；901：侧部卡接边框条；902：侧部镂空孔；903：侧部弧形槽；10：弧形缺口。

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，本发明的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极，包括圆柱形的阳极电极柱1和阴极电极柱2，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，该柱状电极矩形阵列3的每排均是由阳极电极柱1、阴极电极柱2间隔分布构成，如图3所示柱状电极矩形阵列3的俯视图，阳极电极柱1和阴极电极柱2均为硼掺杂金刚石电极(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，

所述柱状电极矩形阵列3通过绝缘保护支架层4安装固定，所述绝缘保护支架层4用于将各阳极电极柱1、阴极电极柱2间隔开来.

优选的，柱状电极矩形阵列3的上端分别设置有连接阳极电极柱1的阳极导电板5和连接阴极电极柱2的阴极导电板6，阳极导电板5和阴极导电板6分别设置在绝缘材质的隔离板7上下两侧，以防止阴、阳电极柱短路。

所述阳极导电板5、阴极导电板6上设置有与柱状电极矩形阵列3内阴、阳电极位置相应的电极安装孔，所述阳极电极柱1从阳极导电板5上对应位置的电极安装孔穿出、固定；所述阴极电极柱2穿过阳极导电板5上的相应孔位后(孔径大于电极柱直径，两者不接触)，从而使阴极电极柱和阳极导电板不接触，从阴极导电板6上对应位置的电极安装孔穿出、固定。

优选的，所述柱状电极矩形阵列3的下端部固定在绝缘基座8的内部，从底部良好的保证柱状电极矩形阵列3的绝缘效果。

优选的，所述阳极导电板5上方安装的绝缘材质的隔离板7，隔离板7上设置有导电端子701，导电端子701与阳极导电板5连接，用于提供电源。

如图8-9所示，所述绝缘保护支架层4的具体实施例，所述绝缘保护支架层4上设置有从上到下间隔分布的中部卡接边框条401，相邻的中部卡接边框条401之间为中部镂空孔402，所述中部卡接边框条401上设置有用于包裹中部阳极电极柱1、阴极电极柱2的中部弧形槽403；绝缘保护支架层4的外侧设置有绝缘保护侧支架层9，所述绝缘保护侧支架层9设置有从上到下间隔分布的侧部卡接边框条901，相邻的侧部卡接边框条901之间为侧部镂空孔902所述侧部卡接边框条901上设置有用于包裹外侧排的阳极电极柱1、阴极电极柱2的侧部弧形槽903。

上述设计的绝缘保护支架层4和绝缘保护侧支架层9的结构，能够对阳极电极柱1、阴极电极柱2单根的保护起来，且增加绝缘效果。

优选的，所述中部卡接边框条401、侧部卡接边框条501的两侧边相同位置处均设置有弧形缺口10，减少绝缘材料的使用，提高美观程度。

本发明的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极的组装方法，包括以下步骤，

步骤(a)，将阳极电极柱1、阴极电极柱2依次卡接到绝缘保护支架层4的卡槽内，将阳极电极柱1、阴极电极柱2间隔开；

步骤b，将装有阳极电极柱1、阴极电极柱2的绝缘保护支架层4逐层安装，形成柱状电极矩形阵列3；

步骤c，将阳极导电板5安装到柱状电极矩形阵列3的上端，将阳极电极柱1从阳极导电板5上对应位置的安装孔穿出、固定；

步骤d，在阳极导电板5上安装绝缘材质的隔离板7，且将导电端子701穿过隔离板7与阳极导电板5连接，将阴极导电板6安装到隔离板7的上方，将阴极电极柱2依次贯穿阳极导电板5、隔离板7、阴极导电板6上对应位置的孔，并最终与阴极导电板6固定，其中阴极电极柱2与阳极导电板5上的相应孔不接触；

步骤e，在柱状电极矩形阵列3的下端部固定绝缘基座8，完成柱状bdd电极组件组装，如图7所示，组装后的用于高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极。

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电极，方便操作，提高其的生产效率，便于批量生成。

综上所述，本发明的高级氧化法污水处理的硼掺杂金刚石电极及组装方法，通过柱状电极代替传统的网状电极，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，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。