复合式三维电解装置制造方法及图纸

一种用于处理电镀废水、纺织废水、制革废水、医药废水、冶金废水等多类废水且电解效率高可有效快速将废液中难以处理的有机物、氨氮进行降解的复合式三维电解装置该装置。在该装置内设有一级电解反应腔和二级电解反应腔，在一级电解反应腔中填充有以颗粒活性炭为基体的粒子电极，在二级电解反应腔中填充有铁－碳粒子电极。其相比传统三维电解装置加大了阳极的使用效率，电解效率显著提高，可达到高效、快速将有机废水中难降解有机物、氨氮有效降解。整套工艺设备相对较为简单、紧凑，占地面积少，操作费用低，易于控制，便于实现工业化。并且通过控制粒子电极的填充比例使该装置适用于多类有机废水处理。

Compound three-dimensional electrolysis device

The utility model relates to a compound three-dimensional electrolysis device which is used for treating electroplating wastewater, textile wastewater, tannery wastewater, pharmaceutical wastewater, metallurgical wastewater, etc. and has high electrolysis efficiency and can effectively and rapidly degrade the organic matters and ammonia nitrogen which are difficult to be treated in the wastewater. The device is equipped with a first-stage electrolytic reaction chamber and a second-stage electrolytic reaction chamber. The first-stage electrolytic reaction chamber is filled with particle electrodes based on granular activated carbon, and the second-stage electrolytic reaction chamber is filled with iron carbon particle electrodes. Compared with the traditional three-dimensional electrolysis device, the utility efficiency of the anode is increased, and the electrolysis efficiency is significantly improved, which can effectively and rapidly degrade the refractory organics and ammonia nitrogen in the organic wastewater. The whole process equipment is relatively simple, compact, covers less area, has low operating cost, is easy to control, and is easy to realize industrialization. By controlling the filling proportion of particle electrode, the device can be applied to many kinds of organic wastewater treatment.

【技术实现步骤摘要】
复合式三维电解装置
本专利技术涉及一种三维电解装置，尤其涉及一种用于污水处理的复合式三维电解装置。
技术介绍
目前，工业废水的排放量大，环境危害显著。其中石油化工、焦化、印染、造纸、制药等行业生产过程中产生的高浓度难降解有机废水，由于水质水量波动大、组成复杂、CODCr(即重铬酸盐指数)浓度高、含盐量高、有毒有害难降解物质多、pH值变化大、可生化性差，氮磷含量较高，若不有效处理则会对周边水体环境造成严重污染。电化学氧化法是指通过阳极反应直接降解有机物或利用电极表面产生的强氧化剂如羟基自由基、H2O2等使有机物降解的方法，可以有效处理废水中难以降解的有机污染物。三维电解技术是基于传统的平板二维电极，增加粒子电极，由于粒子电极表面积大大增加，使电解槽的面体比(面体比指的是化学反应接触的反应器的表面积与反应器整体体积的比值)增加，另外填充的粒子电极间距小使物质的传质速度增大，提高电流效率和处理能力。该技术工艺凭借环境友好型，应用于预处理高浓度难降解有机废水。现有技术中的三维电解装置，通常受粒子电极种类的选择性差异，特异性较高，往往同一款装置只适用于对相近类型水质的水样进行处理，因此，其存在着可能出现短流现象(“短流现象”是指处理的水不按设计的轨迹流动，而是走捷径)及电流效率(电流效率是指电解时，在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比)低等影响处理效果的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于处理电镀废水、纺织废水、制革废水、医药废水、冶金废水等多类废水且电解效率高可有效快速将废液中难以处理的有机物、氨氮进行降解的复合式三维电解装置该装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术的复合式三维电解装置，包括壳体和填充在壳体内的粒子电极，其特征在于：所述壳体内由至少一块隔板将其分为一级电解反应腔和二级电解反应腔，其中，在一级电解反应腔中的阴极与阳极之间填充有以颗粒活性炭为基体的粒子电极，在二级电解反应腔中的阴极与阳极之间填充有铁－碳粒子电极；所述隔板上设有若干过水孔，该过水孔的孔径小于铁-碳粒子电极的粒径；待处理的废水原液由原液进水口注入一级电解反应腔，再由所述隔板进入二级电解反应腔，在二级电解反应腔的顶部设有可使被处理的废水余液排出该装置的排水口。所述以颗粒活性炭为基体的粒子电极为柱状碳粒子电极，其以包含二氧化钛、氧化铜、二氧化锰在内的氧化物为电极活性组分，采用溶胶凝胶浸渍法制备得到，粒径为5-20目；所铁-碳粒子电极为球形，其为铁、碳烧结而成，粒径为30-50mm。在所述壳体内设有可使所述隔板在一级电解反应腔与二级电解反应腔之间移动并改变一级电解反应腔与二级电解反应腔体积比的滑轨。所述壳体竖直设立，其外形为柱状，壳体内，由下至上分别为曝气室、所述一级电解反应腔和所述二级电解反应腔，阳极采用铁柱贯穿一级电解反应腔和二级电解反应腔设置在壳体的轴线上，阴极为设置于壳体内壁上的石墨板；在一级电解反应腔与曝气室之间设有通水网板，所述原液进水口设于所述曝气室的外壁上，在所述二级电解反应腔的顶端设有可使所述的废水余液流向所述排水口的溢流口，所述曝气室中的曝气管与外置的空气压缩机相接。在所述壳体的顶端设有固接在壳体上的盖板，该盖板的中央设有导电柱，导电柱的内端与所述阳极电连接，导电柱的外端与电源的正极相接。所述壳体卧式设置，其外形为长方体或圆柱体，在壳体内的底部设有曝气室，所述一级电解反应腔和所述二级电解反应腔由左至右并列设置在曝气室之上，所述隔板为二块分别为一级侧隔板和二级侧隔板，所述阳极采用铁板插设于二块隔板之间，阴极为设置于壳体内的左面板和右面板上的石墨板；在曝气室与一级电解反应腔和二级电解反应腔之间设有通气板，所述原液进水口设于所述左面板上，在所述右面板的顶部设有可使所述的废水余液流向所述排水口的溢流口，所述曝气室中的曝气管与外置的空气压缩机相接。所述阳极的上端由壳体顶部引出与外置的电源正极相接，阳极与壳体之间绝缘相接。所述废液的流速为100－1000L/h。本专利技术采用复合式三维电极电解装置设备，相比传统三维电解装置加大了阳极的使用效率，电解效率显著提高，可自主设置两级电解反应区体积比例，增强了装置的适用性。整套工艺设备相对较为简单、紧凑，占地面积少，操作费用低，易于控制，便于实现工业化。在一级电解反应腔和二级电解反应腔中填充不同性质的粒子电极，电解效率显著提高，可达到高效、快速将有机废水中难降解有机物、氨氮有效降解。并且通过控制粒子电极的填充比例使该装置适用于多类有机废水处理。附图说明图1为上下复合式三维电解装置的纵剖示意图。图2为左右设置的复合式三维电解装置的纵剖示意图。附图标记如下：立式壳体1、通水网板11、分隔板12、盖板13、卧式壳体2、左面板21、右面板22、一级侧隔板23、二级侧隔板24、通气隔板25、阳极3、阴极4、导电柱5、电源51、一级电解反应腔6、一级粒子电极61、二级电解反应腔7、二级粒子电极71、曝气室8、曝气管81、空气压缩机82、进水口91、溢流口92、溢流槽93、排水口94、废气排放口95。具体实施方式如图1、2所示，本专利技术的复合式三维电解装置由壳体、设置在壳体内的两级电解处理系统和可使注入两级电解处理系统中的有机废水与氧气充分接触的曝气系统组成。一、壳体壳体由PP材料(即聚丙烯材料)所制，分立式壳体1和卧式壳体2两种。1、立式：如图1所示，其外轮廓形状为柱状，其水平横断面形状可为圆形或矩形。其高度在500-2000mm，壳体的壁厚在10-20mm，壳体最大外径在1000-2000mm。壳体内，由下至上分别设有曝气系统、两级电解处理系统和将处理过后的废水余液排出该装置的溢流排水结构。在壳体的底部侧壁上，设有将废水原液注入壳体内的进水口91。在此方式中，阳极3采用设于壳体内轴线上的铁柱或铝柱。电解时的电流密度为100-500A/m2，阳极由上至下贯穿两级电解处理系统。阴极4采用石墨板10-30mm，该石墨板为环绕设置在壳体内周壁上的层板。在壳体的顶部设有盖板13(也称端盖)，盖板13采用旋接、扣合等方式固接在壳体上，在盖板13的中央设有导电柱5，导电柱5的内端与所述阳极3电连接，导电柱5的外端与外设电源51的正极相接。阴极4通过导线引出并与所述电源51的负极相接。可在盖板13上设置废气排放口95，其用于将电解反应时产生的气体排出壳体。2、卧式：如图2所示，其外轮廓形状为柱状，其垂直横断面形状可为圆形、椭圆形或矩形。其长度在2000-5000mm，壳体的壁厚在10-20mm，壳体最大外径在1000-1500mm。壳体内，由下至上隔为两个空间，下层空间为所述的曝气系统，上层空间为所述的两级电解处理系统。将废水原液注入壳体内的进水口91，设置在壳体左面板21上位于两级电解处理系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式三维电解装置，包括壳体和填充在壳体内的粒子电极，其特征在于：所述壳体内由至少一块隔板将其分为一级电解反应腔(6)和二级电解反应腔(7)，其中，在一级电解反应腔(6)中的阴极(4)与阳极(3)之间填充有以颗粒活性炭为基体的粒子电极(61)，在二级电解反应腔(7)中的阴极(4)与阳极(3)之间填充有铁－碳粒子电极(71)；所述隔板上设有若干过水孔，该过水孔的孔径小于铁-碳粒子电极(71)的粒径；待处理的废水原液由原液进水口(91)注入一级电解反应腔(6)，再由所述隔板进入二级电解反应腔(7)，在二级电解反应腔(7)的顶部设有可使被处理的废水余液排出该装置的排水口(94)。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合式三维电解装置，包括壳体和填充在壳体内的粒子电极，其特征在于：所述壳体内由至少一块隔板将其分为一级电解反应腔(6)和二级电解反应腔(7)，其中，在一级电解反应腔(6)中的阴极(4)与阳极(3)之间填充有以颗粒活性炭为基体的粒子电极(61)，在二级电解反应腔(7)中的阴极(4)与阳极(3)之间填充有铁－碳粒子电极(71)；所述隔板上设有若干过水孔，该过水孔的孔径小于铁-碳粒子电极(71)的粒径；待处理的废水原液由原液进水口(91)注入一级电解反应腔(6)，再由所述隔板进入二级电解反应腔(7)，在二级电解反应腔(7)的顶部设有可使被处理的废水余液排出该装置的排水口(94)。


2.根据权利要求1所述的复合式三维电解装置，其特征在于：所述以颗粒活性炭为基体的粒子电极(61)为柱状碳粒子电极，其以包含二氧化钛、氧化铜、二氧化锰在内的氧化物为电极活性组分，采用溶胶凝胶浸渍法制备得到，粒径为5-20目；所铁-碳粒子电极为球形，其为铁、碳烧结而成，粒径为30-50mm。


3.根据权利要求1所述的复合式三维电解装置，其特征在于：在所述壳体内设有可使所述隔板在一级电解反应腔(6)与二级电解反应腔(7)之间移动并改变一级电解反应腔(6)与二级电解反应腔(7)体积比的滑轨。


4.根据权利要求1－3中任一项所述的复合式三维电解装置，其特征在于：所述壳体竖直设立，其外形为柱状，壳体内，由下至上分别为曝气室(8)、所述一级电解反应腔(6)和所述二级电解反应腔(7)，阳极(3)采用铁柱贯穿一级电解反应腔(6)和二级电解反应腔(7)设置在壳体的轴线上，阴极(4)为设置于壳体内壁上的石墨板；在一级电解反应腔(6)与曝气室...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志宇，黎建平，王怡璇，帅和平，陈福明，
申请(专利权)人：深圳市世清环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44