一种管式填充床电解装置及用于处理有机废水的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了本发明专利技术提供了一种管式填充床电解装置及用于处理有机废水的方法，所述的装置包括电解槽，所述的电解槽设有电解槽槽体、入口、出口，所述电解槽槽体为管式电解槽，所述的管式电解槽的两端分别设有与入口连通的进水区和与出口连通的出水区，所述进水区、出水区分别通过多孔板与电解槽槽体分隔，所述的阳极为棒状Ｔｉ／ＳｎＯ↓［２］＋Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［４］复合电极，所述的阳极设置在所述电解槽槽体轴心位置，所述的阴极为管状不锈钢网，固定在管式电解槽槽体内壁，在所述的阴极与阳电之间填充着多孔炭质填料。该装置对不同有机废水具有通用性，用该装置处理有机废水，传质好，电解效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管式填充床电解装置，特别是用于水相有机物分解的 电解装置，本专利技术还涉及利用该装置来处理有机废水的工艺。(二)
技术介绍
工业有机废水处理一直是水污染控制领域的一个难题。电分解是除去 工业废水中有毒有害物质的一种有效方法，在制药、化工、印染等行业领 域得到广泛的研究和应用。以传统的板(筒)式二维电解槽为基础，通过 装填粒子电极(形成三维电解槽)或引入流化态概念(形成流化床电解槽)， 改善水相传质，提高电解效率，逐渐形成了一些新型电解装置和处理工艺。 但这些装置和工艺基本处于大尺寸水平，鲜有涉及小尺寸(或微型)范畴， 事实上，小尺寸电分解装置不仅可减少电解时间，而且可降低装置能耗。 基于此思想，本专利技术提出一种高效的新型有机废水电解反应器---用于水相 有机物分解的管式填充床电解装置。本专利技术所述的管式填充床电解装置基础是化工反应装置的管式反应 器，管式反应器物料从反应管的一端进入， 一边流动一边反应，从管的另 一端流出时已达到预定的转化率。这种反应器因管径小(与传统的化工反 应釜比较)，被称为小尺寸反应器(有别于尺寸更小的微型反应器)，其特点是反应器长径比(L/D)大，最大可达50: 1;物料以柱塞流或平推流方 式沿管子流动，无返混现象，过程连续稳定；每个反应器自成单元模块， 工程上可依据物料规模及转化率要求，灵活扩大，无放大效应问题；设备 体积小，相传质好，转化率高，且能耗低，是化工反应器的一个重要发展4方向。目前与本专利技术相关的文献报道有《管式电反应系统及其在废水处理中的应用》，曾贤桂等，工程设计与建设，2003， 35 ( 5 ): 42~45,介绍了一 种管式电反应系统在废水处理中的应用，该装置解决了传统电化学法由于 采用平板型电解槽而存在极水比小、传质条件差、电流分布不均、单位体 积处理能力低等诸多难克服的缺点，但是该装置中所用的铁铝阳极电解时， 会产生溶解现象。本专利技术要解决上述不足，设计一种管式填充床电解装置 管内填充孔状结构的炭质填料，体现三维填充床特点，传质好，电解效率 高，特别是孔状炭质填料本身具有良好的吸附性，可实现对一些难降解有 机物先吸附后降解的效果，有助于提高污染物分解效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种小尺寸、连续稳定、能耗低、可有效去除水 相有机物的管式填充床电解装置及其处理工艺。 本专利技术采用的技术方案是一种管式填充床电解装置，包括电解槽，所述的电解槽设有电解槽槽 体、入口、出口，设置于电解槽槽体内的阴极、阳极，与所述的阴极、阳 极分别电连接的直流稳流电源，所述电解槽槽体为管式电解槽，所述的管 式电解槽的两端分别设有与入口连通的进水区和与出口连通的出水区，所 述进水区、出水区分别通过多孔板与电解槽槽体分隔，所述的阳极为棒状 Ti/Sn02+Sb204复合电极，所述的阳极设置在所述电解槽槽体轴心位置，所 述的阴极为管状不锈钢网，固定在管式电解槽内壁，在所述的阴极与阳电 之间填充着多孔炭质填料，所述的多孔炭质填料是将粉状活性炭负载在多 孔状结构高分子材料上而制成的填料。本专利技术所述的多孔炭质填料是以多孔状结构高分子材料为载体，以粉状活性炭为填充组分，采用浸渍法制备得到的含碳量20~50%(质量含量)， 孔径5~ 15PPI的填料。本专利技术所述的多孔炭质填料的制备方法为本领域技 术人员所熟知，本领域技术人员可以自制或通过市售获得。进一步，本专利技术所述的高分子材料为聚氨酯海绵。再进一步，所述的管式电解槽的管长管径为8 15: 1。优选为10:1。更进一 步，其特征在于所述的管式填充床电解装置由若千个电解槽串 联而成，上一级电解槽的出口与下一级电解槽入口相连。即将单个电解槽 作为单元模块，整个管式填充床电解装置由2~ 10个单元模块串联组成。 这样多个电解槽连接后做为一个管式填充床电解装置，需处理的有机物废 水可从第一级电解槽的入口流入，最后一个出口流出，连续地经几个电解 槽的电解，到废水流出时即完成这个工序的处理工作，有才几废水的处理过 程可以连续。本专利技术阳极为Ti/ Sn02+Sb204复合电极，由棒状Ti电极采用热分解涂 布SnC)2和Sb204制得，所述的复合电极中Sn02含量为l(T6 ~ l(T4mol/cm3, 813204含量为10-7~ 10-5mol/cm3。作为电解槽的材料，推荐使用聚丙烯材料。利用本专利技术所述的管式填充床电解装置处理有机废水的方法，具体处 理方法是将所述的有机废水通入电解槽的入口，电解条件为槽电压8~ 12V,优选10 V,电流密度10 mA/cm2,常温下控制有机废水流经电解装置 的时间，即电解时间为20 40min,电解反应后，实现水相有4几物有效分 解。电解时间即有机物废水从入口流入电解槽经一段时间电解处理后的从 电解槽出口排出的过程，从出口排出的即经电解的有机废水。本专利技术推荐所述的管式填充床电解装置由若干个电解槽串联而成，所 述的电解反应连续进行，控制有机废水从管式填充床电解装置的第 一级电解槽的入口到管式填充床电解装置最后一级电解槽出口的流经时间是20 ~ 40min。具体的，如废水为精细化工企业氯苯胺类生产性有机废水，所述有机 废水CODcr1530 3062mg/L,氯苯胺浓度767 ~ 1526mg/L， pH3.0~5.0。 推荐电解条件为槽电压12V,电流密度10 mA/cm2，水相温度常温，控 制有机废水在管式填充床电解装置内的滞留时间在20 ~ 40min。 . 本专利技术的管式填充床电解装置管内填充孔状结构的炭质填料，体现三 维填充床特点，传质好，电解效率高，特别是孔状炭质填料本身具有良好 的吸附性，可实现对一些难降解有机物先吸附后降解的效果，有助于提高 污染物分解效率。本专利技术重点是一种管式填充床电解装置，对不同有机废水具有通用性。 本专利技术所述的用于水相有机物分解的管式填充床电解装置及处理工艺的有 益效果主要体现在(l)小尺寸装置，电极间距小，电耗低；(2)每个管 式反应器自成单元模块，工程扩大灵活，无放大效应问题；(3 )物料流动 与电场运行垂直，分布均勻，过程连续稳定，无返混现象；(4)填充孔状 结构炭质填料，床层无堵塞，且对有机物有吸附性；(5)传质好，电解效 率高。(四) 附图说明图1为实施例1所述管式填充床电解装置中单个电解槽的结构示意图； 图2为实施例1所述管式填充床电解装置中电解槽串联示意图。(五) 具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此7实施例1本专利技术重点是一种管式填充床电解装置，对不同有机废水具有通用性。 实施例以两类有代表意义的实际精细化工企业生产性有机废水进行试验。管式填充床电解装置如下管式填充床电解装置由3个电解槽串联而成，每个电解槽为一单元模 块，电解槽的材料为聚丙烯。电解槽结构参见图1，电解槽包括电解槽槽 体6、入口 1、出口9,电解槽槽体内设置有阴极4、阳才及3，所述的阴极、 阳极分别与直流稳流电源的阴极与阳极电连接，所述电解槽槽体为管式电 解槽，管长管径为10: 1,所述的管式电解槽的两端分别设有与入口连 通的进水区2和与出口连通的出水区8，所述进水区、出水区分别通过多 孔板7与电解槽槽体分隔,所述的阳极为棒状Ti/ S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管式填充床电解装置，包括电解槽，所述的电解槽设有电解槽槽体、入口、出口，设置于电解槽槽体内的阴极、阳极及填料，与所述的阴极、阳极分别电连接的直流稳流电源，其特征在于：所述电解槽槽体为管式电解槽，所述的管式电解槽的两端分别设有与入口连通的进水区和与出口连通的出水区，所述进水区、出水区分别通过多孔板与电解槽槽体分隔，所述的阳极为棒状Ｔｉ／ＳｎＯ↓［２］＋Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［４］复合电极，所述的阳极设置在所述电解槽槽体轴心位置，所述的阴极为管状不锈钢网，固定在管式电解槽槽体内壁，在所述的阴极与阳电之间填充着多孔炭质填料，所述的多孔炭质填料是将粉状活性炭负载在多孔状结构高分子材料上而制成的填料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家德，陈建孟，朱润晔，陈钰，戴启洲，华仁清，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]