一种污水电催化处理反应容器、系统及其污水处理方法与流程

1.本发明设计一种污水处理反应容器及其污水处理方法，尤其涉及一种污水电催化处理反应容器、系统及其污水处理方法。


背景技术：

2.电催化氧化法是一种逐步成熟的高级氧化技术，具有不产生污泥等、二次污染处理效率高等技术特点，目前被广泛应用在污水处理领域中。电催化氧化法主要通过在电极板表面的电催化反应实现对污水中污染物的降解。反应容器为电极板和污水发生电催化反应提供场所，反应容器的设计是影响电催化反应的重要因素。目前，电催化的反应容器需根据不同的应用场景需求不断变更设计，导致设计和生产成本升高。并且，在反应容器实际使用过程中，传质效率低，电极板的安装和固定等操作不够便捷间，导致污水处理效率低、耗时长。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供了一种污水电催化处理反应容器，可以提升污水处理效率；
4.本发明的第二目的是提供一种污水电催化处理反应容器的使用方法，可以适用不同的污水处理场景。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.本发明的污水电催化处理反应容器，包括上端开口的竖直的反应腔和设置在反应腔底部的底座，所述反应腔的上部外围还设有溢流槽；所述溢流槽套接在所述反应腔上并且高于所述反应腔，所述反应腔的下部设有进水口，所述溢流槽的底部设有出水口；所述反应腔内设有放置电极板的支撑台。
7.优选的，所述进水口设置在与和出水口不同的侧面。
8.优选的，所述污水处理反应系统是将多个污水电催化处理反应容器串联或并联。
9.优选的，当串联时，前一级的反应容器的出水口通过管路与后一级的反应容器的进水口相连，所述前一级的反应容器的位置要稍高于后一级的反应容器。
10.优选的，当并联时，前一级的反应容器的进水口通过管路与后一级的反应容器的进水口相连，前一级的反应容器的出水口通过管路与后一级的反应容器的出水口相连。
11.优选的，所述管路上还设有阀门。
12.本发明还提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：
13.(1)将污水电催化处理反应容器或污水处理反应系统放在磁力搅拌器上；
14.(2)将磁性转子放入反应腔中；
15.(3)将电极板放置在支撑台上；
16.(4)向进水口通入污水；
17.(5)处理后的污水从出水口流出。
18.优选的，所述磁力搅拌器转速为100-150rpm/min。
19.优选的，所述污水中的主要污染物为氨氮、cod。
20.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)在污染物浓度较高时，将多个反应容器串联使用；在污水量较大时，将多个反应槽并联使用，可集静态、动态、串联、并联多功能为一体的，满足多种反应形式应用需求，降低多场景应用设计、制作成本；(2)提高电催化反应的传质效率；(3)简化电极板安装和固定操作，省时省力。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的单件使用方法示意图；
23.图3为本发明的多件串联使用方法示意图；
24.图4为本发明的多件并联使用方法示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
26.实施例1
27.如图1所示，污水电催化处理反应容器的整体设计为工字型结构，包括上端开口的反应腔1和设置在反应腔1底部的底座2，反应腔1的上部外围还设有溢流槽4；溢流槽4套接在反应腔1上并且高于反应腔1，反应腔1的下部设有进水口6，溢流槽4的底部设有出水口5，进水口6设置在与和出水口5相对的侧面；所述反应腔1内设有放置电极板的支撑台3。竖直型腔体及支撑平台3的设计可以让成组的电极板可以稳定放置，同时使电极板的安装和固定更加省时省力。
28.为了增强污水电催化处理反应容器在反应过程中的传质速率，底座5的厚度为5mm，此厚度下磁力搅拌器可以感应到磁性转子；将磁性转子投入反应腔1，再将反应容器至于磁力搅拌器上，转子可以在磁力搅拌器的驱动下对污水进行搅拌，使反应更加充分。
29.单件使用方法如图2所示，在进水口6和出水口5处接入管路，同时管路上设有阀门，将电极板放置在支撑台3上。污水从进水口6的管路进入反应腔1后，水流方向从入口的水平方向转换为竖直向上，水流方向与电极板放置的方向平行，水流流经电极板时发生电催化反应，实现污染物如氨氮、cod的降解。处理后的污水继续上涌并溢流到溢流槽4中，接着从出水口5的管路流出。进水口6处设置的阀常闭即可实现静态式使用。
30.为了增强电催化反应过程中的传质速率，将磁性转子投入反应腔1，再将反应容器至于磁力搅拌器上，调整转速为130rpm/min，转子可以在磁力搅拌器的驱动下对污水进行搅拌。以静态式1l反应区体积为例，条件为0.0288m2的钌铱、铱钽、石墨烯或金刚石材质阳极板，钛材质阴极板，使用直流电源调整电流密度为400a/m2，使用固体氯化钠调整电导率为5000μs/cm。使用转速为100rpm/min磁力搅拌时，将cod浓度从200mg/l降解至5mg/l需18min，氨氮浓度从50mg/l降解至4mg/l需11min；使用转速为130rpm/min磁力搅拌时，达到同样的cod和氨氮降解效果分别需15min和8min；使用转速为150rpm/min磁力搅拌时，达到同样的cod和氨氮降解效果分别需13min和6min；不使用磁力搅拌时，达到同样的cod和氨氮降解效果分别需22min和13min。
31.串联使用方法如图3所示，将第一级反应容器出水口5通过管路接入下一级进水口6处，更多级串联以此类推，并且前一级反应容器位置要稍高于后一级反应容器。串联使用方法适用于水中污染物浓度较高的场景。以三级串联使用为例，水流连续一次通过三级反应器，在前述1l静态反应条件基础上，调整流速至各级污水停留时间为15min，经过第一级反应器后cod可从650mg/l降至440mg/l，氨氮可从150mg/l降至40mg/l；经过第二级后cod可降至230mg/l，氨氮可降至4mg/l；经过第三级后，最终产水cod可降至20mg/l，氨氮可完全降解。
32.并联使用方法如图4所示，将多个反应容器的进水口6通过管路相连，将反应容器的出水口5接入同一管路并汇总至产水收集处。并联的使用方法适用于污水量较大的场景。以1l反应区体积的反应容器为例，在前述1l静态反应条件基础上，三级反应容器并联后，调整污水在反应区停留时间为15min，污水连续流动分别通过各级反应容器，则可实现3l污水同时处理，处理后产水中cod浓度可从200mg/l降解至8mg/l，氨氮浓度从50mg/l降解至4mg/l。


技术特征：
1.一种污水电催化处理反应容器，其特征在于，包括上端开口的竖直的反应腔(1)和设置在反应腔(1)底部的底座(2)，所述反应腔(1)的上部外围还设有溢流槽(4)；所述溢流槽(4)套接在所述反应腔(1)上并且高于所述反应腔(1)，所述反应腔(1)的下部设有进水口(6)，所述溢流槽(4)的底部设有出水口(5)；所述反应腔(1)内设有放置电极板的支撑台(3)。2.根据权利要求1所述的一种污水电催化处理反应容器，其特征在于，所述进水口(6)设置在与和出水口(5)不同的侧面。3.一种污水处理反应系统，其特征在于，所述污水处理反应系统是将权利要求1或2的多个污水电催化处理反应容器串联或并联。4.根据权利要求3所述的污水处理反应系统，其特征在于，当串联时，前一级的反应容器的出水口(5)通过管路与后一级的反应容器的进水口(6)相连，所述前一级的反应容器的位置要稍高于后一级的反应容器。5.根据权利要求3所述的污水处理反应系统，其特征在于，当并联时，前一级的反应容器的进水口(6)通过管路与后一级的反应容器的进水口(6)相连，前一级的反应容器的出水口(5)通过管路与后一级的反应容器的出水口(5)相连。6.根据权利要求4或5所述的污水处理反应系统，其特征在于，所述管路上还设有阀门。7.一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将权利要求1或2所述的污水电催化处理反应容器或权利要求3～6任一项所述的污水处理反应系统放在磁力搅拌器上；(2)将磁性转子放入反应腔(1)中；(3)将电极板放置在支撑台(3)上；(4)向进水口(6)通入污水；(5)处理后的污水从出水口(5)流出。8.权利要求7所述的方法，其特征在于，所述磁力搅拌器转速为100-150rpm/min。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述污水中的主要污染物为氨氮、cod。

技术总结
本发明公开了一种污水电催化处理反应容器，包括上端开口的竖直的反应腔和设置在反应腔底部的底座，反应腔的上部外围还设有溢流槽；溢流槽套接在反应腔上并且高于反应腔，反应腔的下部设有进水口，溢流槽的底部设有出水口；反应腔内设有放置电极板的支撑台。本发明在污染物浓度较高时，将多个反应容器串联使用；在污水量较大时，将多个反应槽并联使用，可集静态、动态、串联、并联多功能为一体的，满足多种反应形式应用需求，降低多场景应用设计、制作成本。制作成本。制作成本。


技术研发人员：陈政 王朝阳 田颖 李郑坤 王娟 刘谡飞 任振华 杜帅 王灿 邢立铭 李若征 滕济林
受保护的技术使用者：北京国电富通科技发展有限责任公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/3/28