一种三维电催化氧化反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种三维电催化氧化反应装置，属于电化学领域。该三维电催化氧化反应装置包括槽体，阳极板，阴极板，多个金属催化网，进水管和出水管；槽体的内腔由导流花墙和出水堰分隔成反应槽，配水槽和出水槽；反应槽内部设有阳极板和阴极板和多个互相平行设置的金属催化网；导流花墙的底部设有一排通孔；出水堰的高度高于金属催化网的高度、且低于槽体上沿的高度；阳极板和阴极板接通直流电源；金属催化网上附有催化剂。该装置可以有效改善三维载体的堵塞状态，且设有极板调节区，可以调节阳阴极板之间的距离，同时可降解废水中有机物，亦可将氨氮直接转换生成氮气，对氨氮进行去除。该装置适用于处理工业废水。

【技术实现步骤摘要】
一种三维电催化氧化反应装置
本技术涉及一种三维电催化氧化反应装置，属于电化学领域。
技术介绍
近代化学工业的飞速发展使废水中有机物的种类越来越多,治理其中毒性大,浓度高且难以生化降解的有机废水已成为当前国内外水处理研究的热点。近年来,深度氧化技术(AdvancedOxidationProcesses,简称AOPs)作为治理此类有机污染物的一条重要途径受到了人们的广泛关注,该技术主要是通过氧化性极强的·OH自由基与有机物之间的加合、取代和电子转移等使污染物矿化。目前·OH自由基产生的主要方法有化学氧化法、电化学方法、光氧化及超声法,其中以电化学产生·OH自由基的方法倍受青睐。由于该方法之废水深度氧化工艺具有比较容易控制,易建立密闭性循环和无二次污染等优点,可望发展成为一项体现“绿色”特征的高效有机废水处理新技术。但目前,相关的研究多属于二维平板电极,这种传统的平板电极由于面体比小,传质问题未能根本解决,电流效率低,能耗高,故未能在实际中得到普遍应用。相比之下,三维电极因其面体比增大,离子间距离小,传质效果好,而越来越受到关注，已经有所研究报道的三维粒子电极装置，其因易堵塞成为致命的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于处理难降解有机以及高含盐、含氯废水处理的电催化氧化反应装置，用以改变传统二维电催化氧化反应装置极板间距过小且不可调，构造单一，效率低下，处理效果差以及能耗高和现有三维粒子电极装置容易堵塞的现状。为解决上述问题，本专利技术装置采用如下技术方案：一种三维电催化氧化反应装置，该三维电催化氧化反应装置包括槽体，阳极板f，阴极板e，多个金属催化网d，进水管b和出水管h；所述槽体的内腔由导流花墙m和出水堰n分隔成三个槽，其中导流花墙m和出水堰n之间所夹的槽为反应槽k，导流花墙m和槽体内壁之间所夹的槽为配水槽c，出水堰n和槽体内壁之间所夹的槽为出水槽g；所述反应槽k内部设有阳极板f和阴极板e，阳极板f和阴极板e互相平行设置，且在阳极板f和阴极板e之间还设有多个互相平行设置的金属催化网d，金属催化网d所在平面与阳极板f所在平面互相垂直；所述配水槽c的外壁上部设有进水口，进水管b与进水口相连接；所述出水槽g的外壁底部设有出水口，出水管h与出水口相连；所述导流花墙m的底部设有一排通孔；所述出水堰n的高度高于金属催化网d的高度、且低于槽体上沿的高度；所述阳极板f和阴极板e接通直流电源a；所述金属催化网上附有催化剂。进一步地，所述金属催化网d为钛基二氧化铅涂层、钛基二氧化锡涂层或钛基锡锑涂层。更进一步地，所述金属催化网d为钛基二氧化锡。进一步地，所述阳极板f和阴极板e为铅合金电极板、石墨电极板或钛基体涂层电极板。更进一步地，所述阳极板f和阴极板e为钛基体涂层电极板。进一步地，所述反应槽k的内部在阳极板f与反应槽k之间和在阴极板e与反应槽k之间至少一处设有极板调节区j。极板调节区j用于调节阳极板f和阴极板e之间的距离。更进一步地，所述极板调节区j位于阳极板f与反应槽k之间。进一步地，所述三维电催化氧化反应装置还包括循环蠕动泵i；所述循环蠕动泵i的进水端与出水管h连接，循环蠕动泵i的出水端与进水管b连接。循环蠕动泵i使得装置中的水可以循环使用。进一步地，所述三维电催化氧化反应装置还包括进水蠕动泵和出水蠕动泵，其中进水蠕动泵与进水管相连，出水蠕动泵与出水管相连。进水蠕动泵为进水提供动力，出水蠕动泵为出水提供动力。本技术中导流花墙m和出水堰n相当于两块隔板，配水槽c的外壁上部设有进水口，进水管b与进水口相连接，使得水通过进水管b输送至配水槽c中，并且在导流花墙m的底部设有一排通孔，用于连通配水槽c和反应槽k，使得配水槽c中的水通过导流花墙m底部的一排通孔进入反应槽k中；出水堰n高度高于金属催化网d的高度、且低于槽体上沿的高度，使得反应槽k内的水从出水堰n的顶部溢出到出水槽g中；出水槽g的外壁底部设有出水口，出水管h与出水口相连，使得出水槽g中的水通过出水管h排出。此种方式可以使得水流方向与极板方向平行，与电场方向垂直，以及使得水能够配水均匀，流态稳定，防止出现短流现象。本技术中槽体的内腔由导流花墙m和出水堰n分隔成三个槽，中间为反应槽k，反应槽k两侧分别为配水槽c和出水槽g。本技术中在反应槽k内部设有阳极板f、阴极板e和多个互相平行设置的金属催化网d，首先阳极板f和阴极板e互相平行设置，其次多个互相平行设置的金属催化网d与阳极板f和阴极板e垂直但是不相挨。此种方式可以使得金属催化网d与电场方向平行。本技术中多个互相平行设置的金属催化网d之间的距离，可以根据水质情况和运行参数进行调整。本技术装置通过将粒子电极改为网状金属载体的手段，解决了传统三维电催化氧化设备中粒子电极易堵塞的问题，达到催化剂在电场中发挥最佳功效的目的。本技术装置通过设置极板调节区j，使得阳极板f和阴极板e之间的距离可以调节，进而可以根据不同长度的金属催化网d调整阳极板f和阴极板e之间的距离，进而使得本技术装置可以适用于不同长度的金属催化网d。本技术装置通过采用强度较高的金属极板并进行耐腐蚀氧化物涂层，解决了在高含盐、含氯废水中的适用电极板及金属催化网的材质选型问题。本技术装置通过电极板及金属催化网的耐腐蚀性，可处理含氯废水，而氯离子在电解条件下可生成次氯酸，易与废水中氨氮进行反应，进而使得本技术装置在二维电催化氧化的基础上增加了对氨氮污染物的去除，且可直接生成氮气，未出现其他副产物等二次污染。本技术有益效果：本技术提供了一种三维电催化氧化反应装置，该装置采用网状金属代替粒子电极，可以有效改善三维载体的堵塞状态，使得催化剂在电场中发挥最佳功效，该装置还设置了极板调节区j，使得阳极板f和阴极板e之间的距离可以调节，进而适应不同长度的金属催化网d。本技术装置电极板选自铅合金电极板、石墨电极板或钛基体涂层电极板，金属催化网的材料选自钛基二氧化铅、钛基二氧化锡或钛基锡锑涂层，使得本装置抗氯离子腐蚀，除对废水中有机物进行降解，亦可对废水中氨氮进行直接转换生成氮气，对氨氮进行去除，反应时间可缩短为1小时。单独处理难降解有机物，去除率可达到90％以上；单独处理氨氮，去除率可达到90％以上，难降解有机物及氨氮同时去除，去除率可分别达到70％、100％。处理成本(电费)为10元/吨以下。附图说明图1为本技术结构的俯视示意图；图2为本技术结构沿图1中1-1方向的剖面图；图3为本技术结构沿图1中2-2方向的剖面图；图中：a，直流电源；b，进水管；c，配水槽；d，金属催化网；e，阴极板；f，阳极板；g，出水槽；h，出水管；i，循环蠕动泵；j，极板调节区；k，反应槽；m，导流花墙；n，出水堰。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。实施方式一结合图1-3说明本实施方式，本实施方式的一种三维电催化氧化反应装置，该三维电催化氧化反应装置包括槽体，阳极板f，阴极板e，多个金属催化网d，进水管b和出水管h；所述槽体的内腔由导流花墙m和出水堰n分隔成三个槽，其中导流花墙m和出水堰n之间所夹的槽为反应槽k本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维电催化氧化反应装置，其特征在于，所述三维电催化氧化反应装置包括槽体，阳极板(f)，阴极板(e)，多个金属催化网(d)，进水管(b)和出水管(h)；所述槽体的内腔由导流花墙(m)和出水堰(n)分隔成三个槽，其中导流花墙(m)和出水堰(n)之间所夹的槽为反应槽(k)，导流花墙(m)和槽体内壁之间所夹的槽为配水槽(c)，出水堰(n)和槽体内壁之间所夹的槽为出水槽(g)；所述反应槽(k)内部设有阳极板(f)和阴极板(e)，阳极板(f)和阴极板(e)互相平行设置，且在阳极板(f)和阴极板(e)之间还设有多个互相平行设置的金属催化网(d)，金属催化网(d)所在平面与阳极板(f)所在平面互相垂直；所述配水槽(c)的外壁上部设有进水口，进水管(b)与进水口相连接；所述出水槽(g)的外壁底部设有出水口，出水管(h)与出水口相连；所述导流花墙(m)的底部设有一排通孔；所述出水堰(n)的高度高于金属催化网(d)的高度、且低于槽体上沿的高度；所述阳极板(f)和阴极板(e)接通直流电源(a)；所述金属催化网上附有催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种三维电催化氧化反应装置，其特征在于，所述三维电催化氧化反应装置包括槽体，阳极板(f)，阴极板(e)，多个金属催化网(d)，进水管(b)和出水管(h)；所述槽体的内腔由导流花墙(m)和出水堰(n)分隔成三个槽，其中导流花墙(m)和出水堰(n)之间所夹的槽为反应槽(k)，导流花墙(m)和槽体内壁之间所夹的槽为配水槽(c)，出水堰(n)和槽体内壁之间所夹的槽为出水槽(g)；所述反应槽(k)内部设有阳极板(f)和阴极板(e)，阳极板(f)和阴极板(e)互相平行设置，且在阳极板(f)和阴极板(e)之间还设有多个互相平行设置的金属催化网(d)，金属催化网(d)所在平面与阳极板(f)所在平面互相垂直；所述配水槽(c)的外壁上部设有进水口，进水管(b)与进水口相连接；所述出水槽(g)的外壁底部设有出水口，出水管(h)与出水口相连；所述导流花墙(m)的底部设有一排通孔；所述出水堰(n)的高度高于金属催化网(d)的高度、且低于槽体上沿的高度；所述阳极板(f)和阴极板(e)接通直流电源(a)；所述金属催化网上附有催化剂。2.根据权利要求1所述的三维电催化氧化反应装置，其特征在于，所述金属催化网(d)为钛基二氧化铅涂层、钛基二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克非，张海洋，徐宏玺，
申请(专利权)人：哈尔滨工大博实环境工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23