三维电极反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术公布了一种三维电极反应装置，该反应装置通过设置平行交错放置的板式主电极、带孔隙绝缘筐以及填充其中的粒子电极、曝气管、表面为细丝网的绝缘框、支撑柱和三通，避免了废水短流，使污水混合更均匀的同时减少了停留时间；曝气更均匀，深化了污水的混匀程度，大大提高了传质效率；粒子电极的分块化设计，不仅能去除传统装置的卸料口，使装卸粒子电极更加便捷、干净，还能阻断传统三维电极反应装置中难以克服的短路电流，经济、绿色且高效；在混匀出水的同时能去除气液混合物；可以避免虹吸问题的出现；污水的高度可通过出水管的长度进行控制，从而控制粒子电极填充量这一基本参数，进一步获得更好的处理效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于三维电极污水处理领域，尤其涉及一种三维电极反应装置。
技术介绍
通过查阅文献并进行相关研究，发现现有研究中的电催化氧化反应器难以摆脱电极的设置及反应器结构设计单一化的问题，有在电极的设置上进行突破的案例，如专利号为20151074092.6的专利技术专利：一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方法及装置。该专利技术对于电极的设置进行了突破，但是仍为二维电极，且处理工艺仅为电絮凝、处理对象仅为含磷废水，所涉范围太过狭窄。而当下应用在实际生产中的三维电极电催化氧化反应器更是屈指可数，且问题繁多。现有技术存在的问题从大的方面来说主要有三点：1.并不能从根本上解决电流效率低、受传质限制等问题。2.需要在电催化材料、电催化氧化反应装置上做进一步的研究改进。3.三维电极难以克服短路电流造成的一系列问题。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供了一种传质效率高、针对高难度废水、可进行电絮凝或者电吸附工艺的三维电极反应装置。本专利技术提供了一种三维电极反应装置，其包括一壳体，多个板式主电极，若干粒子电极，以及若干曝气装置，所述壳体中间设置有隔断板并由所述隔断板分割为上方的反应区和下方的出水室，所述多个板式主电极彼此平行设置且纵向固定在隔断板上并将反应区分割为多个隔室，每个隔室底部对应设置有曝气装置，位于头部的隔室上设置有进水口，位于尾部的隔室底部的隔断板设置有水流通孔，出水室上设置有出水口，所述板式主电极上开设有水流通道，所述多个粒子电极分别填充在各个隔室内并与板式主电极彼此绝缘。优选的，所述水流通道设置在板式主电极与壳体侧壁之间，且相邻板式主电极上的水流通道彼此交错分布。优选的，还包括若干表面为细丝网的绝缘框，所述绝缘框罩设在曝气装置上方。进一步优选的，所述曝气装置为曝气管，多个曝气管分别设置于每个隔室底部。优选的，还包括多个带孔隙的绝缘筐，所述绝缘筐设置于各个隔室内，且绝缘筐内填充有粒子电极，绝缘筐之孔隙尺寸小于粒子电极尺寸。优选的，所述出水室内部设置有多个支撑柱，所述支撑柱上下两端分别抵持隔断板和壳体底部。优选的，所述出水口外部连接有出水管，出水管上连接有与大气连接的三通。优选的，所述板式主电极的电极材料为石墨、不锈钢或DSA。优选的，所述粒子电极为活性炭基高效粒子电极。优选的，所述三维电极反应装置设置有两个或两个以上，且彼此相互连通，部分三维电极反应装置底部设置有垫高层。本专利技术提供的三维电极反应装置有益效果如下：(1)首先，在电极材料的选择上面基于研究选用了石墨、不锈钢、DSA三种电极。由于这三种电极分别在不同方面具有各自的优势，因此针对不同的污水可在其中选择最优电极进行应用，还可根据不同处理工艺(如电絮凝、电吸附)的要求更换为对应的电极，以扩大本装置的用途，使本专利技术具有广谱性。(2)其次，本专利技术选用粒子电极填充的方式形成第三维电极，由于三维电极与传统二维电极相比，有更高的电解槽面体比，有更大的传质速度和反应速度，电流效率和时空效率高，处理效果较传统二维电极有了很大的提升。同时，结合本专利技术中平行错开分布的电极组合，其降解效能与普通三维电极相比也高出很多。(3)另外，本专利技术对于三维电极电催化氧化反应装置在反应时普遍存在短路电流的问题做了重点克服，以尽可能提高电流效率和粒子电极复极性。本发明在每一隔室安装有一个带孔隙的绝缘筐，且绝缘筐不接触主电极。在绝缘筐内填充粒子电极，由此可阻隔粒子电极直接接触主电极，从而避免短路电流，同时实现了粒子电极的分块化。可以了解到，本专利技术相较于传统三维电极电催化氧化反应器，污水的降解效能可大幅度提高。现有三维电极电催化氧化反应器在清洗时，只能从卸料口人工掏出，费时费力，且粒子电极会停留在反应器死角难以取出，清洗难度很大。得益于粒子电极分块化的设计，可通过卸下绝缘筐而将粒子电极全部取出，从而无需另外设置卸料口，清洗难度较传统三维电极有了很大的降低，且绝缘筐底部四周设计为直角凹陷形式，对应地，绝缘筐上边四周也为相契合的直角凹陷形式，以保持绝缘筐堆叠放置时保持固定，使其在反应时难以滑动，这一设计带来的优点在大型反应器的使用中尤为突出。另外，取出粒子电极后，还可更换主电极进行电絮凝或者电吸附，大大提高了本专利技术的使用范围。(4)本专利技术通过将普通平行电极反应器设计中极板的平行对称分布改为平行错开分布，且以组合方式放置。水沿着平行于电极的方向从反应器一侧进入，不断折流通过折板电极组合。每一隔室都设有管式曝气，在折流通过电极组的过程中会不断经受底部曝气的冲击，且每根曝气管上方都设置有表面为细丝网的绝缘筐，不仅能使大气泡通过细丝网后更均匀地分布在反应区内，同时可支撑上方填充有粒子电极的绝缘筐，使得曝气更均匀，曝气管也不会被压至变形。由此污水在反应器内湍动剧烈，相较于现有三维电极电催化氧化反应器中的普通流态以及仅有的两片电极设置，本专利技术中折流形式电极组合可减少停留时间，且折板形式本身可使污水折流通过时混合更均匀，再辅以每隔室间的曝气管，湍动会更加剧烈，改善了普通三维电极电催化氧化反应装置曝气不均匀、传质受限的不足。(5)对于布气，本专利技术考虑了各种类型曝气器的优缺点，最后采用每个隔室放置曝气管来达到均匀曝气的目的。现在常用的主流曝气器主要有陶瓷曝气器、管式曝气器以及盘式曝气器。好的陶瓷曝气器传质效率不错，但是成本太高，且随着使用时间的延长，他们的孔隙会结垢，清理需要另花时间及成本；而盘式曝气器压头损失较管式小，但存在曝气死区，有部分区域污水无法搅动，且随着不断使用，会有泥沙沉积；管式曝气器成本低，不存在曝气死区，虽然压头损失大，但由于反应装置相对于生化处理构筑物占地面积很小，布气管很短，因此压头损失问题可以不考虑。在本专利技术中，每个隔室底部都放置有曝气管，可保证整个三维电极反应装置曝气均匀、湍动剧烈、传质效率更高。(6)另外，本专利技术设置有出水室，可使出水气液分离，不会因底部的曝气而使出水含有大量气液混合物，从而无需在排水管上另外增设气液分离器，可节约设备及用电成本。其中，出水孔在最后一隔室的下方，出水管在第一隔室的下方，出水孔与出水管分别位于出水室的两端，在出水室中还交错分布有若干支撑柱，在支撑上层隔板的同时能使出水从出水孔流向出水管的过程中尽可能地混匀，以保证取样检测时水质均匀，以及增设二级反应器使进水水质均匀、提高二级反应器曝气传质效率。附图说明图1为实施例1的三维电极反应装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维电极反应装置，其包括一壳体(1)，多个板式主电极(2)，若干粒子电极(3)，以及若干曝气装置(4)，所述壳体(1)中间设置有隔断板(11)并由所述隔断板(11)分割为上方的反应区(12)和下方的出水室(13)，所述多个板式主电极(2)彼此平行设置且纵向固定在隔断板(11)上并将反应区(12)分割为多个隔室(14)，每个隔室(14)底部对应设置有曝气装置(4)，位于头部的隔室(14)上设置有进水口(15)，位于尾部的隔室(14)底部的隔断板(11)设置有水流通孔(16)，出水室(13)上设置有出水口(17)，所述板式主电极(2)上开设有水流通道(21)，所述多个粒子电极(3)分别填充在各个隔室(14)内并与板式主电极(2)彼此绝缘。

【技术特征摘要】
1.一种三维电极反应装置，其包括一壳体(1)，多个板式主电极(2)，若干粒
子电极(3)，以及若干曝气装置(4)，所述壳体(1)中间设置有隔断板(11)
并由所述隔断板(11)分割为上方的反应区(12)和下方的出水室(13)，所述
多个板式主电极(2)彼此平行设置且纵向固定在隔断板(11)上并将反应区(12)
分割为多个隔室(14)，每个隔室(14)底部对应设置有曝气装置(4)，位于头
部的隔室(14)上设置有进水口(15)，位于尾部的隔室(14)底部的隔断板(11)
设置有水流通孔(16)，出水室(13)上设置有出水口(17)，所述板式主电极(2)
上开设有水流通道(21)，所述多个粒子电极(3)分别填充在各个隔室(14)内
并与板式主电极(2)彼此绝缘。
2.如权利要求1所述的三维电极反应装置，其特征在于：所述水流通道(21)
设置在板式主电极(2)与壳体(1)侧壁之间，且相邻板式主电极(2)上的水
流通道(21)彼此交错分布。
3.如权利要求1所述的三维电极反应装置，其特征在于：还包括若干表面为细
丝网的绝缘框(5)，所述绝缘框(5)罩设在曝气装置(4)上方。
4.如权利要求3所述的三维电极反应装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴捷，胡耀笛，孙梅香，刘松，刘会应，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42