一种用于电解水处理工艺的板式反应器的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种用于电解水处理工艺的板式反应器。


背景技术：

2.电催化氧化技术是当前降解有机物彻底、高效的氧化技术，反应过程无二次污染物产生，是一种清洁处理技术，与现代环保理念吻合，且管理方便、处理设备简单，在环境净化过程中其优越性逐渐突出，逐步在环保工程领域受到青睐。电催化氧化是通过电极的阳极氧化，电极直接将有机污染物氧化为无机物，或者阳极反应产生中间产物
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oh、
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o2、
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ho2等，氧化被处理的污染物，达到将有机物彻底分解或部分分解的目的；这种降解过程不易产生毒害中间物，更环保。
3.随着现代工业快速发展，工业废水排放量越来越大，水体被严重污染，其中主要污染物包含有毒有害有机物，传统物理、化学、生化方法对普通废水有效，但是遇到难降解的废水，传统方法难以降解，当前难降解废水已经成为难点和前沿课题。
4.电催化氧化技术是污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，有机物通过电化学将有毒有害有机物转化为无毒无害物质，把难生化有机物转化为易生化物质(如芳香物开环氧化为脂肪酸)，或是直接将有机物氧化为 co2和h2o。亦可通过阳极释放出自由基(如羟基自由基
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oh)而间接将有机物氧化为无机物或易生化物质。直接氧化可将有机物直接转化为无害物，但是过程中伴随析氧反应；间接氧化可利用电化学反应产生的氧化还原剂使污染物转为无害物质，这时氧化还原剂是污染物与电极交换电子的中介体，已有报道的这类中介体包括溶剂化电子、ho、o2和ho2等自由基，它们可以分解污染物质。
5.现有电催化氧化装置存在着电极使用寿命短，布置设计不合理，反应器效率低，电极成本高，极板腐蚀严重，气体残留、极板发热等问题从而制约着电催化氧化技术工艺的应用。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种用于电解水处理工艺的板式反应器，可解决现有电催化氧化装置反应效率低、电解气泡外溢、极板结垢、氢气累积易燃易爆等难题。
7.本实用新型提供了如下技术方案：
8.一种用于电解水处理工艺的板式反应器，包括压紧板、框架板、若干电极板、若干绝缘导流板以及若干固定件；
9.压紧板、框架板、电极板的一端均设有通孔；
10.绝缘导流板的一侧上部设有第一导流孔，另一侧下部设有第二导流孔，绝缘导流板中部镂空；
11.电极板、绝缘导流板、电极板依次排列构成一个电解反应单元；每个电解反应单元中，电极板的通孔、绝缘导流板的第一导流孔、绝缘导流板的中部镂空、绝缘导流板的第二
导流孔、另一电极板的通孔依次连通形成电解反应区；
12.压紧板、绝缘导流板、若干电解反应单元、另一绝缘导流板、框架板依次排列，并使各个通孔、电解反应区串联形成折流式的水流通道，由固定件进行固定。
13.优选的，绝缘导流板的导流孔通过若干分流槽与绝缘导流板的中部镂空连通。
14.通过分流槽将导流孔与中部镂空连通，使得水流分布更均匀，提高电解效率。
15.优选的，绝缘导流板的中部镂空内转动设有若干导流杆，所述导流杆的轴向与绝缘导流板内的水流方向相交。
16.当污水流经绝缘导流板的中部镂空时，导流杆随水流转动，既可以对水体起搅拌作用，亦可以增强水流对电极板表面的冲击，起到冲刷清洗电极板表面的作用。
17.绝缘导流板的材质为聚四氟乙烯、硅胶、ppc或pvc。
18.优选的，所述的绝缘导流板的四周边缘设有凹槽，凹槽内设有密封垫圈。
19.密封垫圈增强绝缘导流板与相邻电极板直接的密封性。
20.所述的密封垫圈的材质为丁腈橡胶nbr、丁腈橡胶hnbr、三元乙丙橡胶epdm、氟橡胶、氯橡胶、硅橡胶或石棉胶。
21.优选的，电极板上设有接线耳环，所述的接线耳环伸出板式反应器外。所述的电极板包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板间隔设置。
22.优选的，阳极板包括基板和基板上的催化层；基板的材质为ta1钛板，催化层为微米或亚微米级的sno2、iro2、ruo2、pbo2薄膜。
23.优选的，阴极板材质为304不锈钢、纯钛钢、碳钢或石墨烯。
24.优选的，压紧板、框架板、绝缘导流板的对应位置均设有定位槽，各个组件通过定位槽和导杆进行定位安装。
25.优选的，所述的固定件为旋紧螺栓，压紧板、框架板的边缘设有对应的通孔，旋紧螺栓穿过压紧板、框架板边缘的通孔对各个组件进行固定。
26.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
27.(1)本实用新型采用框架板、压紧板、导杆等固定电极板和绝缘导流板，形成一个集成式装置，便于后期拆卸对电极板进行修复和维护，同时避免了电极板在反应过程因热胀冷缩变形；
28.(2)本实用新型采用板式反应器，通过急速的水流速度对极板的冲刷以及绝缘导流板中的导流杆减少电极板的发热，使反应过程中产生的气体随水流而流出，解决气体遗留问题；从而提高了装置的反应效率，降低能耗，避免危险；
29.(3)本实用新型中污水在反应器内部折流通过每个电解反应区，由绝缘导流板的导流孔进入到下一个反应区，避免反应区出现死角，绝缘导流板内设计导流杆，即对废水起搅拌作用，又能冲刷极板表面，实现极板自洗功能，防止极板表面腐蚀；
30.(4)本实用新型电催化氧化装置在解决传统电催化氧化问题的同时降低了装置成本和运行成本，实现效率最大化。
附图说明
31.图1为本实用新型板式反应器的结构示意图；
32.图2为本实用新型板式反应器的后视图；
33.图3为本实用新型板式反应器的绝缘导流板的结构示意图，其中(a) 为前视图，(b)为后视图；
34.图4为图3中(a)的b-b向剖视图；
35.图5为本实用新型板式反应器的电极板结构示意图。
具体实施方式
36.为了更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，下面结合优选实施例及其附图对本实用新型作进一步详细描述。
37.如图1、图2和图3所示，本实用新型的板式反应器主要包括多个电极板1、多块密封垫圈2、若个绝缘导流板3、支撑导杆4、上导杆5、下导杆6、压紧板7、框架板8和若干旋紧螺栓9。
38.支撑导杆4固定压紧板7，压紧板7放置于下导杆6之上，压紧板7 与电极板1之间设一块绝缘导流板3；电极板1均匀排布于下导杆6上，每两块电极板1之间设置一块绝缘导流板3，且电极板1与绝缘导流板3 之间由密封垫圈2粘结，上导杆5和下导杆6将电极板和绝缘导流板3固定，压紧板7和框架板8将电极板与绝缘导流板3压紧密封，框架板8进水口在下端，压紧板7出水口在上端，旋紧螺栓9固定整个板式反应器。
39.如图2所示，压紧板7表面设计有卡槽、通孔，其作用一固定装置，作用二便于连接下一组电解反应器；支撑杆4固定于压紧板7表面，其作用是支撑和固定压紧板7。
40.如图3和图4所示，绝缘导流板3为长方体，绝缘导流板厚度决定了两相邻电极板的间距，绝缘导流板3的厚度厚度可根据需求设置；绝缘导流板3材质选自聚四氟乙烯、硅胶、ppc、pvc，多组绝缘导流板3的底部和顶部有长方形定位槽，便于固定在上下导杆之上。
41.绝缘导流板3的导流孔304设计在绝缘导流板两面以横中心轴线为对称的位置，绝缘导流板3中间为镂空并设计导流杆303，绝缘导流板3导流孔304深入导流板内部一定深度，导流孔304周围环绕设计有多个分流槽302，导流孔304的孔径与电极板1、压紧板7、框架板8上的通孔孔径一致，绝缘导流板3紧靠框架板8的导流孔在下端，与框架板的进水口相连，反应器里面的进出水口根据折流方向而定，分流槽302宽度和深度根据需要而定。
42.导流杆303转动连接在镂空处，污水经过绝缘导流板3的镂空时导流杆303随水流转动，既对水体起搅拌作用，亦对极板表面起冲刷清洗作用。
43.绝缘导流板3的四周边缘设计有凹槽，密封垫圈2放置在凹槽内。密封垫圈2材质为丁腈橡胶nbr、丁腈橡胶hnbr、三元乙丙橡胶epdm、氟橡胶、氯橡胶、硅橡胶、石棉胶其中一种或多种材质。
44.绝缘导流板两侧分别与阴阳电极板紧贴，阳极板涂层面积为绝缘导流板镂空面积。
45.电极板1包括阳极板和阴极板，阴极板和阳极板间隔设置，如图5所示，电极板1设计为长方体，一端中间设计通孔，通孔边向两侧外延伸一定深度，方便连接到绝缘导流板的导流孔，电极板1一侧设计接线耳环101，接线耳环101伸出长度长出压紧板7和框架板8，便于连接电线导出。每块电极板接线耳环汇总于一个接线管内，阴阳极分别汇总于接线管内，阳极板的连接到电机的正极，阴极板的连接到电机的负极。极板表面仅有水孔和接线耳环101，由于极板厚度有限，所述极板表面尽可能简单，利于后续极板镀层和清洗。
46.阳极板材质选自ta1钛板，在此类金属基体表面沉积一层微米或亚微米级的金属氧化物薄膜(如sno2、iro2、ruo2、pbo2等中的一种或几种)，阴极板材质为304不锈钢、纯钛钢、碳钢、石墨烯等的一种或多种。
47.每个电解反应区由阴极板、绝缘导流板、阳极板围成。污水由框架板 8下端的进水口进入板式反应器，由绝缘导流板3的一侧下端的导流孔304 进入至分流槽302中，然后到中间镂空，最后流至另一侧上端的导流孔304，再从相邻电极板1的通孔进入下一块绝缘导流板3的上端的导流孔304，依次重复至压紧板7的上端出水口。污水在板式反应器内折流通过每个电解反应区，由绝缘导流板的导流孔进入到下一个反应区，避免反应区出现死角。
48.在本实用新型的板式反应器中，两块电极板1与绝缘导流板之间为密封空间形成一个微电催化氧化电解池，整个反应器相当于将多个微电催化氧化电解池连接在一起，污水由反应器下端进水口进入到绝缘导流板上端出水即可降解废水中有机物，由此提高了本反应器对有机物电解转化、分解的速率。
49.电极板1侧面焊接接线口101，便于连接阴阳极电线，阴阳极接线口各汇总于接线管内，避免整个装置线路杂乱，也为后期线路排查减轻负担。
50.如附图1、图2和图3所示，所述绝缘导流板3中间设置一定数量和宽度的导流杆303，污水由框架板8下端进水口进入板式反应器中，经过阴极板、绝缘导流板3的导流孔304至分流槽302，后流至导流杆301波动，间接对水体起到搅拌作用，水体紊流而下至导流杆303内冲刷着电极板的表面，避免电极板表面结垢。绝缘导流板3周围设计凹槽305，放置密封垫圈2，使绝缘导流板3和电极板1之间密封。
51.根据需要可将多个板式反应器连接成反应组，反应组内板式反应器之间通过水管、阀门连接即可。
52.以上所述仅为本实用新型的较佳实施举例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。