一种电催化降解废水的在线检测装置制造方法及图纸

技术编号：39969860 阅读：8 留言：0更新日期：2024-01-09 00:42

本发明专利技术公开了一种电催化降解废水的在线检测装置，涉及电化学处理废水领域，包括支撑装置和检测机构，所述检测机构包括电催化反应装置、储水罐、控制器、电极装置、出水管、泵体、固定座、流量计、入水管和气体分析检测器。本发明专利技术中，通过流量计对流经的废水实时检测，可以对废水的流速进行调节，确保废水可以以合适的流速进入到电催化反应装置内发生电催化反应，保证废水的降解效率，通过对反应器内废水降解过程的在线检测，方便研究不同条件下对电催化氧化降解废水过程的强化原因，有利于降低废水降解过程能耗和提高废水降解效率，另外通过制备电极装置，通过添加CTAB和Cu<supgt;2+</supgt;离子共同修饰改性的Ti/PbO<subgt;2</subgt;‑CTAB‑Cu电极，增加电极的耐腐蚀性，延长电极的使用寿命。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学处理废水，具体为一种电催化降解废水的在线检测装置。

技术介绍

1、随着石油化工、煤化工和纺织业等领域的快速发展，产生的废水中具有难降解有机物的数量和种类越来越多，对其处理难度也越来越大，针对难降解有机污染废水的特性，目前会利用电催化氧化技术对废水进行处理，电催化氧化技术是利用具有高析氧电位和良好催化活性的阳极发生电极反应，产生羟基自由基(·oh)等强氧化剂，从而降解废水中有机污染物；电催化氧化技术由于其装置简单、操作性强、环境友好和具有强大的氧化能力，被认为是一种很有前途的处理难降解有机污染废水的新兴技术，该技术的关键因素是电催化电极材料。

2、电催化氧化处理废水的体系核心在于电催化活性高且稳定性好的电极、材料和传质高效的反应器两个方面，这是提高其电催化效率和降低成本的关键，因此迫切需要开发新型的电极装置设计优化电催化反应设备来满足电催化氧化法处理难降解有机废水的技术要求，但是在现有的众多电极材料中，pbo2电极由于其低电阻率、低制备成本、高耐蚀性、高析氧电位和强大的羟基自由基产生能力，而成为最佳的金属氧化物电极材料之一，但是pbo2电极由于具有相对较大的界面电阻、较低的催化活性和容易损坏等缺陷，限制了它的进一步应用；同时目前的反应器在对废水进行电催化降解时，无法做到实时检测及调节废水流量，其次没法准确地对反应器内的废水降解过程进行在线检测。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种电催化降解废水的在线检测装置，以解决上述
技术介绍
提出的问题。</p>

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电催化降解废水的在线检测装置，包括支撑装置和检测机构，所述检测机构包括电催化反应装置、储水罐、控制器、电极装置、出水管、泵体、固定座、流量计、入水管和气体分析检测器，所述出水管的一端与储水罐的一端固定连通，且所述出水管的另一端与电催化反应装置的底部固定连接，所述电催化反应装置的内部设置有磁力转子，所述流量计的一端固定连通有输送管，且所述流量计的另一端与连接管的一端固定连通，所述电催化反应装置的顶部固定连通有入水管，所述入水管的顶端与连接管的一端固定连通，所述电催化反应装置的顶部与电极装置的底部固定连接，所述泵体的一端与储水罐的一侧固定连通，且所述泵体的另一端与输送管的一端固定连通，所述控制器包括外壳、控制屏和直流稳压电源，所述外壳的一侧与控制屏的一侧固定安装，所述外壳的内壁两端与直流稳压电源的两侧固定安装，所述外壳的一端内壁固定连接有磁力搅拌器，且所述外壳的另一端内壁固定连接有传输装置。

3、优选的，所述电催化反应装置的顶部一端固定连接排气管，且所述排气管的一端与气体分析检测器的顶部固定连接。

4、优选的，所述气体分析检测器的一端与电催化反应装置的一侧固定安装，所述泵体的底板与固定座的顶部固定安装。

5、优选的，所述支撑装置包括电化学工作站、顶板、支撑架、底板、支撑板、侧板和固定板，所述电化学工作站的底部与顶板的顶部固定安装。

6、优选的，所述支撑架的顶部与顶板的底部焊接，且所述支撑架的底部与底板的顶部焊接。

7、优选的，所述支撑架的一侧与侧板的两端焊接，且所述支撑架的另一侧与固定板的两端焊接。

8、优选的，所述支撑板的一端与侧板的一侧焊接，且所述支撑板的顶部与电催化反应装置的底部固定安装，所述外壳的一侧与侧板的外侧固定安装，所述固定板的一端与流量计的一端固定安装。

9、一种电催化降解废水的在线检测装置的在线检测工艺，包括以下步骤：

10、s1、制备电极装置，并且将电极装置与电化学工作站连接，再将电化学工作站与外部计算机连接；

11、s2、储水罐中的废水经泵体加压后，废水经过输送管流经流量计；

12、s3、废水经流量计调节流量后，由连接管和入水管进入电催化反应装置中，通过控制屏启动磁力搅拌器，使磁力转子转动；

13、s4、废水在电催化反应装置内发生电催化反应，然后由出水管流至储水罐中进行循环降解；

14、s5、反应过程中产生的废气由排气管排到气体分析检测器内，经气体分析检测器进行检测并分析废气成分；

15、s6、待装置运行稳定后，通过控制屏开启电化学工作站和直流稳压电源，并且由计算机启动在线检测程序，通过传输装置将信号传输到电化学工作站，通过计算机显示出对应的检测图，完成在线检测过程。

16、优选的，在步骤s1中，所述制备电极装置，包括以下步骤：

17、s11、将厚度为0.2mm的钛基板裁剪为一定尺寸，并依次用不同目数的砂纸打磨至金属表面呈现银色光泽，再用去离子水冲洗后，分别在naoh溶液(20ωt％)和h2so4溶液(20ωt％)中超声清洗20min；

18、s12、随后用去离子水冲洗干净，然后放入85℃的草酸溶液(15ωt％)中蚀刻2h，取出后用去离子水冲洗干净，最后放入到草酸溶液(1ωt％)中密封保存；

19、s13、采用电沉积法制备α-pbo2中间层，电沉积液为100ml 3.5mol/l naoh溶液(含0.1mol/l pbo)，电沉积条件为电流密度5ma/cm2，温度40℃，时间1h；

20、s14、然后，采用电沉积法制备β-pbo2表层，电沉积液为100ml 0.1mol/lhno3溶液，电沉积条件为电流密度20ma/cm2，温度60℃，时间1h，记为ti/pbo2-ctab-cu电极。

21、优选的，在步骤s14中，所述hno3溶液包括0.2mol/lpb(no3)2、0.05mol/lnaf、0.1mol/lcu(no3)2和0.5mmol/lctab。

22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

23、1、本专利技术中，该装置通过流量计对流经的废水进行实时检测，从而可以对废水的流速进行调节，确保废水可以以合适的流速进入到电催化反应装置内发生电催化反应，保证废水的降解效率；开启电化学工作站和直流稳压电源后，由计算机启动在线检测程序，传输装置通过电化学回路激励电信号传输到电化学工作站，最后通过计算机显示出对应的检测图，完成对反应器内废水降解过程的在线检测，操作人员可以施加不同条件因素，方便研究不同条件下对电催化氧化降解废水过程的强化原因，有利于降低废水降解过程能耗和提高废水降解效率。

24、2、本专利技术中，通过制备电极装置，通过添加ctab和cu2+离子共同修饰改性的ti/pbo2-ctab-cu电极，增加电极的耐腐蚀性，延长电极的使用寿命；同时表面活性剂ctab和金属cu2+能够更好地增强pbo2电极表面的导电性能，使pbo2电极拥有更高的电化学活性；在电沉积液中同时添加ctab和金属cu2+能够产生共同作用，增加pbo2电极在电催化过程中·oh的产生量，在多次循环使用中不会造成电极中重金属离子的过量析出。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电催化降解废水的在线检测装置，包括支撑装置(1)和检测机构(2)，所述检测机构(2)包括电催化反应装置(21)、储水罐(22)、控制器(23)、电极装置(24)、出水管(26)、泵体(27)、固定座(28)、流量计(33)、入水管(31)和气体分析检测器(34)，所述出水管(26)的一端与储水罐(22)的一端固定连通，且所述出水管(26)的另一端与电催化反应装置(21)的底部固定连接，所述电催化反应装置(21)的内部设置有磁力转子(25)，所述流量计(33)的一端固定连通有输送管(29)，且所述流量计(33)的另一端与连接管(30)的一端固定连通，所述电催化反应装置(21)的顶部固定连通有入水管(31)，所述入水管(31)的顶端与连接管(30)的一端固定连通，所述电催化反应装置(21)的顶部与电极装置(24)的底部固定连接，所述泵体(27)的一端与储水罐(22)的一侧固定连通，且所述泵体(27)的另一端与输送管(29)的一端固定连通，所述控制器(23)包括外壳(231)、控制屏(232)和直流稳压电源(234)，所述外壳(231)的一侧与控制屏(232)的一侧固定安装，所

2.根据权利要求1所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述电催化反应装置(21)的顶部一端固定连接排气管(32)，且所述排气管(32)的一端与气体分析检测器(34)的顶部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述气体分析检测器(34)的一端与电催化反应装置(21)的一侧固定安装，所述泵体(27)的底板与固定座(28)的顶部固定安装。

4.根据权利要求1所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述支撑装置(1)包括电化学工作站(11)、顶板(12)、支撑架(13)、底板(14)、支撑板(15)、侧板(16)和固定板(17)，所述电化学工作站(11)的底部与顶板(12)的顶部固定安装。

5.根据权利要求4所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述支撑架(13)的顶部与顶板(12)的底部焊接，且所述支撑架(13)的底部与底板(14)的顶部焊接。

6.根据权利要求4所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述支撑架(13)的一侧与侧板(16)的两端焊接，且所述支撑架(13)的另一侧与固定板(17)的两端焊接。

7.根据权利要求4所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述支撑板(15)的一端与侧板(16)的一侧焊接，且所述支撑板(15)的顶部与电催化反应装置(21)的底部固定安装，所述外壳(231)的一侧与侧板(16)的外侧固定安装，所述固定板(17)的一端与流量计(33)的一端固定安装。

8.根据权利要求7所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：还包括一种电催化降解废水的在线检测装置的在线检测工艺，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种电催化降解废水的在线检测装置的在线检测工艺，其特征在于：在步骤S1中，所述制备电极装置(24)，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种电催化降解废水的在线检测装置的在线检测工艺，其特征在于：在步骤S14中，所述HNO3溶液包括0.2mol/LPb(NO3)2、0.05mol/LNaF、0.1mol/LCu(NO3)2和0.5mmol/LCTAB。

...

【技术特征摘要】

3.根据权利要求1所述的一种电催化降解废水的在线检测装置，其特征在于：所述气体分析检测器(34)的一端与电催化反应装置(21)的一侧固定安装，所述泵体(27)...

【专利技术属性】
技术研发人员：华博暃，程璐，谢小东，张传琴，
申请(专利权)人：铜陵迈维电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人