一种电催化氧化-微纳米气泡耦合装置及废水处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电催化氧化

【技术实现步骤摘要】
一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置及废水处理方法


[0001]本专利技术属于电化学工业废水处理
，特别涉及一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置及废水处理方法。

技术介绍

[0002]在工业废水处理领域，COD是影响废水排放的首要指标。随着我国经济社会的发展，生态环境的发展要求也随之越来越高，各行各业都面临着环境保护与生产发展之间的矛盾。对于生产型企业，尤其是产污企业，解决废水COD问题往往对企业的生存发展和地区经济发展起到关键性的作用。
[0003]生产上的低浓度有机废水一般可通过生化法得到有效的处理，成本低，优势明显。而对于高浓度有机废水，特别是难降解有机废水，普遍采用高级氧化工艺，如芬顿、双氧水催化氧化、铁碳微电解等。这些方法因产生大量的固废淤泥，或使用了易燃易爆的双氧水，或降解效率低等不利因素而难以推广。相对于以上问题，电催化氧化技术可以巧妙避开，进而为解决这一难题提供有力的支撑。
[0004]公告号为CN 106630331 A的专利技术专利，公开了一种处理有机废水的电催化氧化反应装置，包括电解池、电极和直流电源，催化剂负载在阳极片上，该装置具有良好的电催化活性，但在进行废水处理时，由于电极片面积有限，导致反应速率不高，从而影响废水的降解效率。公告号为CN 110606531 A的专利技术专利，公开了一种三维电催化氧化污水处理装置及污水处理办法，该装置包括：进水区、三维电催化氧化主体装置、中间水区、出水区、脉冲电源、进水管、格栅、布水区、出水管、折流板、十字布水管、环形曝气管。该装置在阳极板和阴极板之间填充粒子电极，极大地增大了反应的表面积，将传统的二维反应表面扩展到三维空间，为提升反应速率创造了极为有利的条件。反应过程中，曝气一方面可以为液相提供充足的氧气，增大电催化氧化的反应速率，另一方面可以起到扰动液相促进均匀混合的作用。然而，环形曝气管的气泡尺寸较大，可达数毫米乃至几十毫米，在扰动液相的同时，还易导致液相和催化剂固体之间不断地隔绝，造成接触不充分，从而影响气液固三相的传质和反应，降低反应效率。因此，开发一种高效的电催化氧化装置在废水处理领域将具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对二维电催化氧化反应速率低、三维电催化氧化曝气影响传质速率和反应效率等问题，而提供一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置及废水处理方法。
[0006]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于包括微纳米气泡发生器、电催化氧化反应器和直流电源，所述电催化氧化反应器包括筒体、石墨棒、液体分布器和支撑分布板，所述支撑分布板上均匀设置若干供液体流出的出水孔；液体分布器和支撑分布板分别设置于筒体的上端内部和下端内部，所述石墨棒设于筒体内并位于筒体的轴心，石墨棒下端固定设置在支撑分布板上，石墨棒上端依次从液体分布器和筒体顶部穿出
并通过电路与直流电源的正极连接，直流电源的负极再通过电路与筒体的外部侧壁连接；石墨棒外壁、筒体内壁、支撑分布板上表面以及液体分布器下表面之间的环形通道内填充有催化剂；废水经微纳米气泡发生器进行微纳米气泡曝气处理后，通入电催化氧化反应器内进行电催化氧化处理。
[0007]其中，所述微纳米气泡发生器产生的气泡直径介于几百纳米到几十微米之间，气泡在水中可停留数秒至数分钟。
[0008]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于还包括原液槽，所述原液槽上连接有废水进水管，原液槽侧部出水口通过第一管道与微纳米气泡发生器进口连接，微纳米气泡发生器出口再通过第二管道与原液槽侧部进水口连接，形成废水的循环回路；所述原液槽底部出水口通过第三管道与筒体顶部进水口连接，原液槽底部流出的废水进入筒体，且经过液体分布器后均匀地向下方流动。
[0009]所述的一种电催化氧化
‑
微纳米气泡耦合装置，其特征在于在石墨棒外壁、筒体内壁、支撑分布板上表面以及液体分布器下表面之间的环形通道中，催化剂的填充比为40
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90%。
[0010]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于所述催化剂为不规则颗粒状催化剂或颗粒柱状催化剂。
[0011]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于所述筒体材质为导电刚性材料，优选为不锈钢、钛合金、铜中的一种。
[0012]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于还包括循环泵，筒体底部设置有出水管道，出水管道远离筒体的一端连接循环泵进口，所述出水管道上设置1#阀门；所述循环泵的出口设置有循环管道，所述循环管道远离循环泵的一端连接至筒体顶部，筒体底部排出的废水在循环泵的输送作用下重新通入筒体，且经过液体分布器后均匀地向下方流动。
[0013]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于所述循环管道上设置有2#阀门，2#阀门与筒体之间的循环管道上设置有废水出水管，筒体底部排出的经过降解的废水经过循环泵后分两部分排出，一部分重新通入筒体内进行电催化氧化处理，另一部分作为降解后水向外排出。
[0014]所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于所述液体分布器为圆形板状结构，液体分布器中心设有一个用于配合穿过石墨棒的大通孔，大通孔外侧的液体分布器上均匀排列设有若干小通孔，以便对流过的废水进行均匀分布。
[0015]一种基于所述的电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置的废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：1）废水经预处理去除其中的悬浮物，使其SS值低于50mg/L；2）调节废水的pH至4
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7之间；3）废水进入原水槽中，开启微纳米气泡发生器，对废水进行微纳米气泡曝气处理，并使废水在原水槽与微纳米气泡发生器之间进行循环流动；4）原水槽底部流出的经过曝气后的废水进入筒体的顶部，通过液体分布器而向下流动经过催化剂的床层；5）开启直流电源，控制电流密度为5
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20mA/cm2，对废水中的有机物进行电催化氧
化处理；6）筒体底部流出的经过降解的废水经过循环泵后分两部分排出，一部分重新通入筒体内进行电催化氧化处理，另一部分作为降解后水向外排出。
[0016]本专利技术装置及方法具有以下有益效果：本专利技术中，微纳米气泡发生器可对废水强化曝气，使废水与空气有充分的时间和界面接触，从而提升废水中的氧含量，经过充氧的废水进入电催化氧化反应器，废水中的有机物在催化剂和电场的双重作用下被高效降解。利用本专利技术的装置及方法可有效处理工业上不同类型的有机废水，具有不产生二次污染、可操作性好、运行稳定、出水水质稳定等优势。
附图说明
[0017]图1为本专利技术电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置的结构示意图；图2为本申请液体分布器的结构示意图；图中：1、废水进水管；2、原液槽；3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于包括微纳米气泡发生器（4）、电催化氧化反应器（7）和直流电源（13），所述电催化氧化反应器（7）包括筒体（8）、石墨棒（9）、液体分布器（10）和支撑分布板（12），所述支撑分布板（12）上均匀设置若干供液体流出的出水孔；液体分布器（10）和支撑分布板（12）分别设置于筒体（8）的上端内部和下端内部，所述石墨棒（9）设于筒体（8）内并位于筒体（8）的轴心，石墨棒（9）下端固定设置在支撑分布板（12）上，石墨棒（9）上端依次从液体分布器（10）和筒体（8）顶部穿出并通过电路与直流电源（13）的正极连接，直流电源（13）的负极再通过电路与筒体（8）的外部侧壁连接；石墨棒（9）外壁、筒体（8）内壁、支撑分布板（12）上表面以及液体分布器（10）下表面之间的环形通道内填充有催化剂（11）；废水经微纳米气泡发生器（4）进行微纳米气泡曝气处理后，通入电催化氧化反应器（7）内进行电催化氧化处理。2.如权利要求1所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于还包括原液槽（2），所述原液槽（2）上连接有废水进水管（1），原液槽（2）侧部出水口通过第一管道（3）与微纳米气泡发生器（4）进口连接，微纳米气泡发生器（4）出口再通过第二管道（5）与原液槽（2）侧部进水口连接，形成废水的循环回路；所述原液槽（2）底部出水口通过第三管道（6）与筒体（8）顶部进水口连接，原液槽（2）底部流出的废水进入筒体（8），且经过液体分布器（10）后均匀地向下方流动。3.如权利要求1所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于在石墨棒（9）外壁、筒体（8）内壁、支撑分布板（12）上表面以及液体分布器（10）下表面之间的环形通道中，催化剂(11)的填充比为40
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90%。4.如权利要求1所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于所述催化剂（11）为不规则颗粒状催化剂或颗粒柱状催化剂。5.如权利要求1所述的一种电催化氧化
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微纳米气泡耦合装置，其特征在于所述筒体（8）材质为导电刚性材料，优选为不锈钢、钛合金、铜中的一种。6.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟琪莉，孙冲，
申请(专利权)人：浙江省天正设计工程有限公司，
类型：发明
国别省市：