三维电催化氧化设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三维电催化氧化设备，包括：电解池，所述电解池内设置有至少一个电解组，每个所述电解组包括至少一个阴极板和至少一个阳极板，所述阳极板为石墨电极板、石墨烯电极板或钛基金属氧化物电极板，所述阴极板为石墨电极板、石墨烯电极板、钛基金属氧化物电极板或不锈钢电极板，所述阴极板和阳极板之间设置有粒子电极；污水进管，所述污水进管的出水口与所述电解池的进水口连通；排水管，所述排水管的进水口与所述电解池的出水口连通，且进入所述电解池内的污水经所述电解组后从排水管排出。该三维电催化氧化设备的结构设计可以有效地提高对废水TOC的去除率。计可以有效地提高对废水TOC的去除率。计可以有效地提高对废水TOC的去除率。

【技术实现步骤摘要】
三维电催化氧化设备


[0001]本技术涉及废水处理
，更具体地说，涉及一种三维电催化氧化设备。

技术介绍

[0002]当前市场上高级氧化处理技术为Fenton氧化法、光催化氧化法、电催化氧化法、臭氧催化氧化法等，其中Fenton氧化法反应过程中会产生大量含铁污泥；光催化氧化法对光源利用率低，能耗大；臭氧催化氧化法短时间会自行分解，低浓度有机物处理效率低。高COD、高盐废水的处理，以上高级氧化法都存在不同的缺陷，不能完全适合，电催化氧化法是多种活性基团协同作用，无需投加药剂，不会产生大量污泥，能充分降低低浓度的有机物，同时还不受盐分的限制，能耗低。
[0003]我国的电催化氧化技术目前还多采用的是传统芬顿微电催化氧化法为主，此方法对污水中大部分的有机物可以被降解，二氯甲烷等除外。由于电催化氧化法工艺技术是集化学、生物、物理多面技术为一体的技术，专业性很强，难度大，现有电催化氧化法制造企业科研投入少，自主创新能力不足。目前市场上在售的极板钛基层与活性层中间一般没有低电阻率、高析氧电位、高耐蚀、高致密性的中间层，造成极板寿命很短。极板活性层氧化物单一，废水中的有机物千变万化，不同金属氧化物对废水中不同有机物催化氧化活性不一，活性层氧化物的选择需根据废水特点进行变化，电催化氧化过程面临主要副反应是阳极氧气析出，氯离子高废水氯气析出，阳极选择需要有高的析氯电位，防止有毒气体析出，催化电极一个必要条件就是要有较高的析氧超电势(但在高氨氮废水中，析氯产生的次氯酸对氨氮有好的去除率)，导致现有技术中对废水TOC(总有机碳，totalorganic carbon)最佳的去除率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种三维电催化氧化设备，该三维电催化氧化设备的结构设计可以有效地提高对废水TOC的去除率。
[0005]为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种三维电催化氧化设备，包括：
[0007]电解池，所述电解池内设置有至少一个电解组，每个所述电解组包括至少一个阴极板和至少一个阳极板，所述阳极板为石墨电极板、石墨烯电极板或钛基金属氧化物电极板，所述阴极板为石墨电极板、石墨烯电极板、钛基金属氧化物电极板或不锈钢电极板，所述阴极板和阳极板之间设置有粒子电极；
[0008]污水进管，所述污水进管的出水口与所述电解池的进水口连通；
[0009]排水管，所述排水管的进水口与所述电解池的出水口连通，且进入所述电解池内的污水经所述电解组后从排水管排出。
[0010]优选地，上述三维电催化氧化设备中，每个所述电解组包括多个间隔设置的阴极板和阳极板，且任意相邻的两个所述阴极板和阳极板之间设置有所述粒子电极。
[0011]优选地，上述三维电催化氧化设备中，所述电解组还包括电解槽，所述阴极板和阳极板均设置于所述电解槽内。
[0012]优选地，上述三维电催化氧化设备中，所述电解组的数量为多个，进入所述电解池内的污水依次经多个所述电解组后从排水管排出。
[0013]优选地，上述三维电催化氧化设备中，所述电解槽的底部设置有进水口，污水从所述电解槽的底部进入并从顶部排出；
[0014]所述电解池还包括引流槽，所述电解槽顶部流出的水进入所述引流槽内并沿所述引流槽流动至下一电解槽的底部进水口处。
[0015]优选地，上述三维电催化氧化设备中，多个所述电解组的电解槽的出水口高度沿由所述电解池进水口至出水口的方向依次降低。
[0016]优选地，上述三维电催化氧化设备中，所述粒子电极为煤质柱状活性炭、覆膜煤质柱状活性炭以及负载一种或多种金属氧化物的γ
‑
Al2O3球粒的中的一种或多种，所述覆膜煤质柱状活性炭的表面膜的材质为聚酰亚胺或醋酸纤维素。
[0017]优选地，上述三维电催化氧化设备中，还包括曝气装置，每个所述电解组的底部设置有曝气管。
[0018]优选地，上述三维电催化氧化设备中，所述污水进管上串接有水泵、开关阀和流量计。
[0019]优选地，上述三维电催化氧化设备中，还包括污水箱，所述污水进管与所述污水箱连接
[0020]应用上述实施例提供的三维电催化氧化设备时，污水经污水进管进入电解池内，进入电解池内的污水经电解组进行电化学氧化反应后从排水管排出。阳极板为石墨电极板、石墨烯电极板或钛基金属氧化物电极板，阴极板为石墨电极板、石墨烯电极板、钛基金属氧化物电极板或不锈钢电极板，电解反应如下：
[0021]1.H2O2的产生
[0022]电解产生的O2或外曝气提供的O2，在阴极上可还原产生H2O2[0023]O2+2H
+
+2e
‑
→
H2O2(酸性介质下)
[0024][0025]2.
·
OH的产生
[0026]1)钛基金属氧化物阳极
[0027]体系中的
·
OH可在金属催化剂(金属氧化极板、γ
‑
Al2O3负载钌铱、铱钽、及γ
‑
Al2O3负载铜铁氧化物)作用下产生
[0028]M
red
+H2O2+H
+
→
M
ox
+
·
OH+H2O(酸性条件下)
[0029]M
red
+H2O2→
M
ox
+
·
OH+OH
‑
(碱性条件下)
[0030]溶液中的水或OH
‑
根在金属氧化物阳极表面吸附，在电场作用下：
[0031]MO
x
+H2O
→
MO
x
(
·
OH)+H
+
+e
‑
(酸性条件下)
[0032]MO
x
+OH
‑
→
MO
x
(
·
OH)+e
‑
(碱性条件下)
[0033]·
OH与阳极氧化物的氧原子相互作用，自由基中氧原子进入金属氧化物的晶格中形成金属的过氧化物。
[0034]MO
x
(
·
OH)
→
MO
x+1
+H
+
+e
[0035]当溶液中有有机杂质存在下：
[0036]R+MO
x
(
·
OH)
n
→
CO2+MO
x
+nH
+
+ne
‑
[0037]R+MO
x+1
→
RO+MO
x
[0038]对金属氧化物电极
·
OH产生可简单表示
[0039]2H2O
‑
2e...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维电催化氧化设备，其特征在于，包括：电解池(3)，所述电解池(3)内设置有至少一个电解组，每个所述电解组包括至少一个阴极板和至少一个阳极板，所述阳极板为石墨电极板、石墨烯电极板或钛基金属氧化物电极板，所述阴极板为石墨电极板、石墨烯电极板、钛基金属氧化物电极板或不锈钢电极板，所述阴极板和阳极板之间设置有粒子电极；污水进管(2)，所述污水进管(2)的出水口与所述电解池(3)的进水口连通；排水管，所述排水管的进水口与所述电解池(3)的出水口连通，且进入所述电解池(3)内的污水经所述电解组后从排水管排出。2.根据权利要求1所述的三维电催化氧化设备，其特征在于，每个所述电解组包括多个间隔设置的阴极板和阳极板，且任意相邻的两个所述阴极板和阳极板之间设置有所述粒子电极。3.根据权利要求1所述的三维电催化氧化设备，其特征在于，所述电解组还包括电解槽(4)，所述阴极板和阳极板均设置于所述电解槽(4)内。4.根据权利要求3所述的三维电催化氧化设备，其特征在于，所述电解组的数量为多个，进入所述电解池(3)内的污水依次经多个所述电解组后从排水管排出。5.根据权利要求4所述的三维电催化氧化设备，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海玲，李旻，赵子林，郭运达，王德东，杨爱莲，
申请(专利权)人：北京满洁环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：