一种有机废水的电絮凝电催化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及废水处理相关技术领域，具体为一种有机废水的电絮凝电催化装置，包括箱体，箱体内部分为左腔体、中间腔体及右腔体，左腔体内部布置有第一阳极板、第一阴极板、第二阳极板及第二阴极板，第一阳极板上堆积有亚硫酸钙及氧化铁的混合颗粒，第二阳极板上堆积有碳酸钙，第一阴极板及第二阴极板上堆积有铝粒；本发明专利技术利用由下至上依次设置阳极

【技术实现步骤摘要】
一种有机废水的电絮凝电催化装置


[0001]本专利技术涉及废水处理相关
，具体为一种有机废水的电絮凝电催化装置。

技术介绍

[0002]电絮凝是以铝、铁等合金金属作为主电极，借助外加脉冲高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，以牺牲阳极金属电极产生金属阳离子絮凝剂，通过凝聚、浮除、还原和氧化分解将污染物从水体中分离，达到净化水体的一种技术。常见的电絮凝是发生在阳极，通过牺牲阳极的方法，来获得可以絮凝的阳离子，而阳极本身是发生氧化作用的最佳场所，如果只是用来牺牲阳极获得絮凝阳离子，则能耗损失较大，而如果能够在同一组电极的阴极获得絮凝离子，同时在阳极进行氧化反应，则可以达到事半功倍的效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有的电絮凝装置和电催化不能在同一组电极中完成，导致增加能耗的问题，现提供一种有机废水的电絮凝电催化装置。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种有机废水的电絮凝电催化装置，包括箱体，所述箱体内部设有竖直的第一隔板及第二隔板，所述第一个隔板上端开设有第一通孔，所述第二隔板下端开设有第二通孔，第一隔板及第二隔板将箱体分为依次连通的左腔体、中间腔体及右腔体，右腔体的体积大于左腔体的体积，且两者均大于中间腔体的体积，中间腔体为一狭缝结构，左腔体下端开设有进水口，右腔体下端开设有排泥口，上端开设有排水口；
[0005]所述左腔体内部由下至上依次水平布置有第一阳极板、第一阴极板、第二阳极板及第二阴极板，且其上均开设有贯通孔，所述第一阳极板上堆积有亚硫酸钙及氧化铁颗粒的混合颗粒，第二阳极板上堆积有碳酸钙颗粒，第一阴极板及第二阴极板上堆积有铝质颗粒，贯通孔的截面积小于板上堆积的颗粒截面积，第一阳极板及第二阳极板材质均为不锈钢，第一阴极板及第二阴极板材质均为铝；
[0006]所述中间腔体内布置有若干对竖直电极，水流从第一通孔进入中间腔体，从竖直电极之间流过后由第二通孔进入右腔体；
[0007]所述右腔体内布置有若干对水平电极，水平电极在右腔体底面上的投影面积等于右腔体的底面面积，水平电极之间填充有催化剂，水流从第二通孔进入右腔体后，颗粒在氢氧化铝絮体的作用下在右腔体内沉淀，水流继续向上运动通过两个水平电极及催化剂进一步降解。
[0008]废水从进水口流入，第一阳极板表面产生的酸性环境对其表面的亚硫酸钙和氧化铁产生溶解作用，形成亚硫酸根和铁离子，铁离子具有氧化性，而亚硫酸根容易被氧化，这两种离子在极板附近接触反应，生成硫酸根自由基，该硫酸根自由基可以对有机物产生强氧化作用，使得有机物分解，硫酸根自由基变成硫酸根；第一阴极板表面形成碱性环境，对铝质颗粒产生溶解作用，形成氢氧化铝絮体，对废水中的细微颗粒有絮凝作用；第二阳极板
表面产生的酸性环境对其表面的碳酸钙颗粒进行溶解，产生钙离子，钙离子与下层反应产生的硫酸根进行固定，形成硫酸钙颗粒；水流不断从进水口流入后往上运动，在水流向上的过程中硫酸钙颗粒和氢氧化铝絮体结合，从第一通孔流入到一对竖直电极之间，在电场的作用下，有机物被继续催化降解，当水流从第二通孔流入右腔体后向上流动，因右腔体的体积大于左腔体的体积，水流速度变慢，氢氧化铝絮体在右腔体中沉淀，水流向上流动经过水平电极及催化剂，在电场及催化剂的作用下，进一步降解，经过净化后的有机废水从上端的排水口排出，定期从排泥口排出沉淀。
[0009]上述技术方案利用由下至上依次设置阳极
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阴极
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阳极
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阴极，阳极上堆积的固体颗粒在电场作用下产生降解氧化剂和活化剂，从而无需持续添加活化剂和氧化剂，氧化过程又在电场的促进下快速反应，且利用电场产生的碱性环境在阴极对铝质颗粒进行腐蚀，形成氢氧化铝，废水向上流动过程中依次流经多个电极板，可与氧化剂充分反应，废水中颗粒与氢氧化铝充分结合形成絮体，该装置不仅可以氧化有机物，还能同时具有去除废水中小颗粒的作用，絮体对污染物有吸附作用，使污染物在絮体表面浓缩，促进了反应过程中的传质作用。
[0010]进一步的，所述水平电极下方设有筛板，进入右腔体内部的水流向上运动时，首先经过筛板，筛板对废水进行过滤，筛除其内杂质颗粒。
[0011]进一步的，所述催化剂的制备过程为：选用膨润土、高岭土、碳粉作为催化剂载体原料，加入质量百分数分别为2％、2％和1％的硫酸锰、硫酸铜和硫酸铈溶液和催化剂载体原料混合并用造粒机制成2～7mm颗粒状，在持续真空状态下1100～1250℃下煅烧，制备得到含催化剂微粒颗粒，所用硫酸锰、硫酸铜和硫酸铈的总质量和载体原料的质量比为0.003～0.006:1；混合有碳粉的颗粒在高温下和金属盐之间发生还原反应，一部分金属盐在颗粒内被碳还原成金属单质，金属单质在电场感应下形成微电场，促进颗粒内催化剂对有机物的降解作用。
[0012]进一步的，每个水平电极上均开设有一流通孔，相邻两个水平电极上的流通孔分别靠近右腔体相对的两个侧壁，即两个流通孔相互错开且相互远离，从而可增加水流在两个水平电极间的流动时间，使得流经水平电极的水流可在其内充分反应。
[0013]进一步的，所述第一通孔的横截面积小于第二通孔的横截面积，水流依次经过第一通孔、中间腔体及第二通孔后，流速变缓，有利于氢氧化铝絮体的沉淀。
[0014]进一步的，左腔体、中间腔体及右腔体的体积比为1:0.2：2～3，右腔体及中间腔体之间具有较大的体积差，使得流速变缓，更有利于氢氧化铝絮体在右腔体中沉淀。
[0015]进一步的，所述竖直电极及水平电极均为铅钛电极，具有较好的氧化性能。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用由下至上依次设置阳极
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阴极
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阳极
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阴极，阳极上堆积的固体颗粒在电场作用下产生降解氧化剂和活化剂，从而无需持续添加活化剂和氧化剂，氧化过程又在电场的促进下快速反应，且利用电场产生的碱性环境在阴极对铝质颗粒进行腐蚀，形成氢氧化铝，废水向上流动过程中依次流经多个电极板，可与氧化剂充分反应，废水中颗粒与氢氧化铝充分结合形成絮体，该装置不仅可以氧化有机物，还能同时具有去除废水中小颗粒的作用，絮体对污染物有吸附作用，使污染物在絮体表面浓缩，促进了反应过程中的传质作用。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0018]图1为本专利技术的结构示意图；
[0019]图中：
[0020]1、箱体；101、左腔体；102、中间腔体；103、右腔体；104、进水口；105、排泥口；106、排水口；2、第一隔板；201、第一通孔；3、第二隔板；301、第二通孔；4、第一阳极板；5、第一阴极板；6、第二阳极板；7、第二阴极板；8、混合颗粒；9、碳酸钙颗粒；10、铝质颗粒；11、竖直电极；12、水平电极；1201、流通孔；13、催化剂；14、筛板。
具体实施方式
[0021]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机废水的电絮凝电催化装置，其特征在于：包括箱体(1)，所述箱体(1)内部设有竖直的第一隔板(2)及第二隔板(3)，所述第一个隔板上端开设有第一通孔(201)，所述第二隔板(3)下端开设有第二通孔(301)，第一隔板(2)及第二隔板(3)将箱体(1)分为依次连通的左腔体(101)、中间腔体(102)及右腔体(103)，中间腔体(102)为一狭缝结构，右腔体(103)的体积大于左腔体(101)的体积，且两者体积均大于中间腔体(102)体积，左腔体(101)下端开设有进水口(104)，右腔体(103)下端开设有排泥口(105)，上端开设有排水口(106)；所述左腔体(101)内部由下至上依次水平布置有第一阳极板(4)、第一阴极板(5)、第二阳极板(6)及第二阴极板(7)，且其上均开设有供水流通过的贯通孔，所述第一阳极板(4)上堆积有亚硫酸钙及氧化铁颗粒的混合颗粒(8)，第二阳极板(6)上堆积有碳酸钙颗粒(9)，第一阴极板(5)及第二阴极板(7)上均堆积有铝质颗粒(10)；所述中间腔体(102)内布置有若干对竖直电极(11)；所述右腔体(103)内布置有若干对水平电极(12)，水平电极(12)之间填充有催化剂(13)。2.根据权利要求1所述的一种有机废水的电絮凝电催化装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王西玉，马建锋，朱方，郭北洋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：