一种声电多元催化氧化装置制造方法及图纸

本专利公开了一种声电多元催化氧化装置，包括进水管、一体化反应器和出水管，一体化反应器为长方体结构，其一端与进水管连接，另一端与出水管连接，一体化反应器分为超声波反应区和电催化氧化区，且超声波反应区位于电催化氧化区的上游。与现有技术相比，本实用新型专利技术的有益效果在于：设备耦合了两种高级氧化技术，通电后废水从装置进水管流入，首先经过超声波反应区，废水中污染物在超声波作用下降解；然后废水进入电催化氧化区，以推流型式穿过各极板，在电流作用下废水中有机物被氧化降解，处理后的出水从出水管排出，无需添加化学药剂，能高效处理各类含有机污染物的工业废水，操作简便，运行稳定。

Acoustic electric multi-element catalytic oxidation device

The utility model discloses a multiple acoustic electric catalytic oxidation device, comprising a water inlet pipe and outlet pipe, integrated reactor, integrated reactor is a rectangular structure, one end of which is connected with the water inlet pipe, and the other end of the water outlet pipe connection, integrated reactor is divided into ultrasonic reaction zone and electrocatalytic oxidation zone, and the ultrasonic reaction zone is located in the upstream electrocatalytic oxidation zone. Compared with the prior art, the utility model has the advantages that: the device coupling two kinds of advanced oxidation technology, electricity from the inlet pipe into the water, first after ultrasonic reaction zone, degradation of pollutants in wastewater under ultrasonic irradiation; then the electrocatalytic oxidation of wastewater into the area, to push the flow through the plate type, the under the function of the current wastewater organic matter is oxidative degradation, the treated effluent is discharged from the water outlet pipes, without adding chemicals, energy efficient processing of various types of industrial wastewater containing organic pollutant has the advantages of simple operation, stable operation.

【技术实现步骤摘要】
一种声电多元催化氧化装置
本技术属于废水处理领域，涉及一种声电多元催化氧化装置。
技术介绍
目前，针对含有毒有害生物难降解污染物废水的处理一直是环境工程领域的一个技术难点，工业实践中的处理手段也非常有限。高级氧化技术，如臭氧氧化、芬顿氧化、湿式氧化、电催化氧化、超临界氧化等技术可在化学需氧量COD的削减、有害物质的减毒、废水可生化性的提高等方面具有一定的效果，因此在实际废水处理过程中被经常使用。上述处理技术中，臭氧氧化技术处理效果有限，且臭氧利用率不高；芬顿氧化药剂消耗较多，且产泥多，综合处理成本较高；湿式氧化与超临界氧化需要在高温高压下操作，只适合小水量废水的处理，且投资及运行成本高昂。超声波氧化是利用超声波的空化作用将有机物降解的，而电催化氧化作技术则是基于电化学体系中形成的强氧化性自由基与污染物直接发生氧化作用，从而使污染物得到降解的。这两种技术的实施均无需添加化学药剂，也无污泥产生，因此具有无二次污染，环境友好等优点，是有着广泛应用前景的新型“绿色”水处理技术。目前公开报道的超声波联合芬顿、微电解等水处理技术有较多的研究报道，但超声波与电催化氧化技术联用的废水处理技术方面的报道还非常少，仅有中国专利申请号CN1792842A公开了一种含2-氯酚废水的声电联合氧化处理方法，以不锈钢为阴极、钛基二氧化铅为阳极，超声波位于电解槽底部，在一定电流密度和超声波强度条件下对含2-氯酚废水进行处理，具有较明显的去除效果。该装置对2-氯酚废水有较好的处理效果，但也存在几点不足：(1)以2-氯酚配置水溶液为处理对象，对实际废水的工业化处理参考意义有限；(2)极板采用实心板且个数有限，限制了废水与其活性表面的接触接触面积，采用静态处理装置无法直接推广到实际生产现场的连续运行；(3)超声波传播距离有限，装置不利于工业化规模化扩大和应用推广。本技术的声电多元催化氧化装置能克服以上诸多不足。
技术实现思路
本技术需要解决的问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种操作简便，运行稳定，处理效果好的声电多元催化氧化装置。一种声电多元催化氧化装置，包括进水管、一体化反应器和出水管，一体化反应器为长方体结构，其一端与进水管连接，另一端与出水管连接，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，一体化反应器分为超声波反应区和电催化氧化区，且超声波反应区位于电催化氧化区的上游，超声波反应区内壁的两侧安装超声波振动板，超声波振动板与超声波发生器连接；电催化氧化区的内壁沿其轴向交替等距卡接网板式阴极和网板式阳极，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。所述进水管、一体化反应器和出水管的横截面均为矩形。超声波发生器的功率为500-1500W，超声频率为25-100kHz。电催化氧化区的内壁沿其轴向成对活动设有用于卡接网板式阴极和网板式阳极的卡槽，卡槽的对数等于网板式阴极个数和网板式阳极个数的总和。网板式阴极的数量比网板式阳极的数量多一个，两者之间的间距为10-40mm。所述网板式阴极的材质为石墨、不锈钢或金属钛，网板式阳极为钛基复合涂层DSA电极，复合涂层有两种，一种为：钌、铱、钽的氧化物单体或其组合；另一种为：锡、铅的氧化物或稀土元素掺杂的锡、铅氧化物。一体化反应器由ABS、PP、UPVC或FRP材料制成。所述超声波发生器直接连接交流电，与网板式阴极和网板式阳极连接的电源为直流电源或高频开关电源。与现有技术相比，本技术的有益效果是：采用超声-电催化氧化多元耦合技术，提高了单一电催化氧化技术对污染物的氧化降解效率，具有适用性广，处理废水时不添加任何药剂，无需调整废水酸碱度、温度等参数，是一种高效的“绿色”水处理技术，其能有效削减废水中的COD，可作为高盐废水、难降解废水的可生化性预处理或不达标废水的达标处理。与其它高级氧化技术相比，具有操作简便，运行稳定，处理效果好等特点，具有较好的市场应用前景。附图说明图1为本技术的声电多元催化氧化装置的结构示意图；图2为网板式阳极和网板式阴极的结构示意图；图3为电催化氧化反应的原理图。其中：1-电源，2-超声波发生器，3-超声振动板，4-网板式阳极，5-网板式阴极，6-一体化反应器，7-进水管，8-出水管。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。本实用的一种声电多元催化氧化装置包括以下特征：电源1、超声波发生器2、超声振动板3、网板式阳极4、网板式阴极5、一体化反应器6、进水管7和出水管8。如图1所示，一种声电多元催化氧化装置，包括进水管、一体化反应器和出水管，一体化反应器为长方体结构，其一端与进水管连接，另一端与出水管连接，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，一体化反应器分为超声波反应区和电催化氧化区，且超声波反应区位于电催化氧化区的上游，超声波反应区内壁的两侧安装超声波振动板，超声波振动板与超声波发生器连接；电催化氧化区的内壁沿其轴向交替等距卡接网板式阴极和网板式阳极，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。所述进水管、一体化反应器和出水管的横截面均为矩形。超声波发生器的功率为500-1500W，超声频率为25-100kHz。电催化氧化区的内壁沿其轴向成对活动设有用于卡接网板式阴极和网板式阳极的卡槽，卡槽的对数等于网板式阴极个数和网板式阳极个数的总和。网板式阴极的数量比网板式阳极的数量多一个，两者之间的间距为10-40mm。所述网板式阴极的材质为石墨、不锈钢或金属钛，网板式阳极为钛基复合涂层DSA电极，复合涂层有两种，一种为：钌、铱、钽的氧化物单体或其组合；另一种为：锡、铅的氧化物或稀土元素掺杂的锡、铅氧化物。一体化反应器由ABS、PP、UPVC或FRP材料制成。所述超声波发生器直接连接交流电，与网板式阴极和网板式阳极连接的电源为直流电源或高频开关电源。一种声电多元催化氧化装置处理废水的方法，包括以下调试及运行步骤：步骤一、根据待处理废水水质设置超声波功率和频率：超声波功率为500-1500W、频率25kHz-100kHz；步骤二、根据待处理废水的COD调整网板式阴极与网板式阳极的间距：间距为10-40mm；步骤三、导入待处理的废水，接通超声波发生器电源和电催化氧化区的电源：将待处理的废水通过进水管导入超声波反应区，由于进水管的口径沿水流方向逐渐变大，水流速度逐渐降低，经过超声波的充分作用，然后随水流进入电催化氧化区内，废水再无返混、分散均匀地以推流型式逐步穿过电催化氧化区域；步骤四、调整电流密度和废水流速：根据待处理废水的COD指标设定电催化氧化处理的电流密度和废水流速参数，电流密度为7.5-30mA/cm2，流速为1-10cm/min；步骤五、废水在超声波区域和电催化氧化区域，废水中的有机化合物或还原性污染物被氧化降解；步骤六、处理达到要求后，废水进入出水管，随着出水管截面积的减小，废水流速逐渐增大，最终从出水口排出。声电多元催化氧化过程主要包括超声氧化和电催化氧化两部分，具体原理是：1.超声氧化超声波在水体中传播时会发生空化作用，产生不稳定的空化泡，空化泡的崩溃所产生的产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声电多元催化氧化装置，其特征在于：包括进水管、一体化反应器和出水管，一体化反应器为长方体结构，其一端与进水管连接，另一端与出水管连接，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，一体化反应器分为超声波反应区和电催化氧化区，且超声波反应区位于电催化氧化区的上游，超声波反应区内壁的两侧安装超声波振动板，超声波振动板与超声波发生器连接；电催化氧化区的内壁沿其轴向交替等距卡接网板式阴极和网板式阳极，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。

【技术特征摘要】
1.一种声电多元催化氧化装置，其特征在于：包括进水管、一体化反应器和出水管，一体化反应器为长方体结构，其一端与进水管连接，另一端与出水管连接，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，一体化反应器分为超声波反应区和电催化氧化区，且超声波反应区位于电催化氧化区的上游，超声波反应区内壁的两侧安装超声波振动板，超声波振动板与超声波发生器连接；电催化氧化区的内壁沿其轴向交替等距卡接网板式阴极和网板式阳极，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。2.如权利要求1所述一种声电多元催化氧化装置，其特征在于：所述进水管、一体化反应器和出水管的横截面均为矩形。3.如权利要求1所述一种声电多元催化氧化装置，其特征在于：超声波发生器的功率为500-1500W，超声频率为25-100kHz。4.如权利要求1所述一种声电多元催化氧化装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继洲，张力桢，熊涛，任伟，朱赟斌，贾锦程，
申请(专利权)人：浙江科源环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33