【技术实现步骤摘要】
本申请涉及废水处理，具体涉及一种三维电催化氧化装置。
技术介绍
1、随着经济的发展，城市污水以及工业废水中目前广泛存在诸多不可生物降解的新兴有机污染物质，这些物质的处理一直是困扰大家的难题。目前常见的处理工艺为高级氧化法，在众多高级氧化工艺中，电催化氧化技术因其处理效果较好，无需额外添加化学药剂且不产生二次污染等优势而在废水处理领域受到广泛关注。传统的平板二维电极面体比较小单位槽体处理量小、电流效率低，尤其是在低电导率时，因而在实践中难以有突破性进展。三维电解技术是基于传统的平板二维电极，增加粒子电极，由于粒子电极表面积大大增加，使电解槽的面体比增加，另外填充的粒子电极间距小使物质的传质速度增大，提高了电流效率和处理能力。
2、受设备投资高、运行费用高等诸多限制，目前三维电催化氧化技术的实际工程应用较少，没有成熟的设备和工艺，还需要在反应装置结构设计、极板及粒子电极材料选择、运行工艺条件优化等方面开展大量的研究工作和工程实践。传统的三维电催化氧化装置主要存在以下缺点：粒子电极在绝缘框内自然堆积而呈彼此接触状态，而由于粒子电极的原料配比不合理、不含催化剂、填充填料反冲时短流严重等诸多因素，导致三维电催化氧化工艺在运行几个小时或者运行几天的时间就常出现粒子电极和粒子电极板结、粒子电极与电极板板结的情况，这会造成布水不均匀、电流效率低下、能耗增加、出水水质变差的现象，严重影响粒子电极效能发挥；更换粒子电极时需要在框内将粒子电极逐步掏挖出来，操作不便、效率低下；粒子电极填充在阴极和阳极之间，仅靠曝气来使粒子电极流态化需维持极
技术实现思路
1、本申请提供了一种三维电催化氧化装置，以解决上述传统的三维电催化氧化装置中，粒子电极相互板结、粒子电极与电极板容易板结、更换粒子电极操作不便、曝气量大、能耗高等技术问题。
2、本申请所采用的技术方案为：
3、一种三维电催化氧化装置，包括外壳和设置于所述外壳内的电催化氧化系统，所述外壳设置有进水口和出水口，所述电催化氧化系统包括阴极、阳极、粒子电极模块和耦合装置，所述阴极和所述阳极平行且正对布置，所述粒子电极模块可拆卸地设置于所述外壳内且置于所述阴极和所述阳极之间；所述粒子电极模块包括粒子电极、曝气管、壳体和设置于所述壳体内的隔板，所述隔板将所述壳体的内腔分隔为粒子电极填充室和反冲洗配气室，所述粒子电极填充室与所述外壳的内腔连通，所述隔板设置有将所述粒子电极填充室和所述反冲洗配气室连通的透气结构，所述粒子电极布置于所述粒子电极填充室内，所述曝气管的一部分设置于所述反冲洗配气室内并设置有出气孔，另一部分位于所述壳体的外侧并与所述耦合装置可分离地配合，所述耦合装置用于外界向所述曝气管内输送压缩空气。
4、本申请中的三维电催化氧化装置还具有下述附加技术特征：
5、所述粒子电极采用如下方法制备，具体包括如下步骤：s1、将钒钛铁矿浮选尾渣于球磨机中球磨，然后从球磨机中取出并洗涤、浸泡后再放置于烘箱内通过115℃烘干制成干燥钒钛铁矿备用；钙质土放置于烘箱内通过115℃烘干制成干燥钙质土备用；s2、将干燥钒钛铁矿、干燥钙质土、成孔剂、活化剂、催化剂按照以下重量百分比制备：干燥钒铁铁矿45-60％、钙质土10-20％、成孔剂10-20％、活化剂10-20％、催化剂1-5％；将制备好的干燥钒钛铁矿、干燥钙质土、活化剂、催化剂放入球磨机内进行搅拌研磨，将尺寸研磨至60-150目；s3、将球磨机内搅拌研磨后的混合材料取出，加入制备好的成孔剂，搅拌均匀后，制成6-10mm的球状颗粒；s4、将制成的球状颗粒在烘箱中通过115℃烘干8-12小时，然后将烘干后的球状颗粒在惰性气体保护下升温至130-150℃，再保温处理0.5-1h，再升温至340-360℃，继续保温处理2-4h，再升温至1150-1180℃，继续保温处理5-7h，最后自然冷却至室温，得到粒子电极。
6、所述成孔剂为珍珠岩、淀粉或聚苯乙烯颗粒；和/或，所述活化剂包括三氧化二铁、氧化锰、氧化锌、氧化铜中的至少一种；和/或，所述催化剂包括二氧化钛、氧化钒、氧化钴中至少一种。
7、所述粒子电极在所述粒子电极填充室内的填充体积为所述粒子电极填充室的容积的70％-80％。
8、所述粒子电极填充室的容积为所述壳体的内腔的总容积的60％-80％。
9、所述壳体的内腔由底板和侧板围成，所述侧板自上至下包括透水区和密封区，所述隔板横置于所述透水区和所述密封区之间，所述透水区和所述隔板围成所述粒子电极填充室，所述透水区设置有均匀分布的多个透水网孔，所述透水网孔的直径小于所述粒子电极的直径，所述密封区、所述隔板和所述底板围成所述反冲洗配气室。
10、所述透气结构包括均匀分布于所述隔板的多个透气孔，所述透气孔的直径小于所述粒子电极的直径。
11、所述曝气管包括曝气干管和曝气支管，所述曝气干管的一部分设置于所述反冲洗配气室内，另一部分位于所述壳体的外侧并与所述耦合装置可分离地配合，所述曝气支管设置于所述反冲洗配气室内，多个所述曝气支管沿所述曝气干管的轴向间隔布置并与所述曝气干管连通，所述曝气支管沿轴向间隔设置多个所述出气孔。
12、所述曝气干管的位于所述壳体外侧的端部设置有连接片，所述曝气干管通过所述连接片与所述耦合装置贴合。
13、所述耦合装置包括带有进气管的耦合器本体以及与所述耦合器本体连接的导向杆，所述壳体设置有向外延伸的引导部，所述引导部设置有限位环，所述限位环能够套设于所述导向杆以在所述导向杆的引导作用下装入所述外壳内或自所述外壳内取出。
14、由于采用了上述技术方案，本申请所取得的技术效果为：
15、1.粒子电极相比于板式电极具有更大的比表面积，在阴极区和阳极区的粒子电极可作为阴极和阳极的延伸部分，增加实际参与反应电极的表面积，提升电解效率；位于阴极和阳极中间区域的粒子电极，在电场作用下具有复极性，粒子电极颗粒的两端分别具备了阴极和阳极的特性，每个粒子电极颗粒成为一个独立的电解氧化/还原反应单元，与传统的板式电极相比，大大增加了有效的电解反应的电极面积，提高了反应效率。
16、2.本申请将粒子电极、曝气管、壳体和隔板结合为一体，形成独立的粒子电极模块，粒子电极与阴极和阳极不发生接触，避免了粒子电极分别与阴极和阳极发生板结的现象出现；粒子电极模块可拆卸地设置于外壳内且置于阴极和阳极之间，并与耦合装置可分离地配合，当粒子电极模块在外壳内安装到位时，可以将曝气管与耦合装置配合，预先将曝气管与耦合装置分离便可以将粒子电极模块从外壳内取出时，因此，当因粒子电极相互之间发生严重板结或者粒子电极寿命到期而需要对粒子电极进行更换时，无需在壳体内将粒子电极逐步掏挖出来，只需要将粒子电极模块整体从外壳内取出即可，拆装简单，大大提升粒子电极更换的便捷性。
17、3.粒子电极布置于粒子电极填充室内，隔板设置有透气结构，曝气管的位于反冲洗配气室内的部分设置有出气孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维电催化氧化装置，包括外壳和设置于所述外壳内的电催化氧化系统，所述外壳设置有进水口和出水口，所述电催化氧化系统包括阴极、阳极、粒子电极模块和耦合装置，所述阴极和所述阳极平行且正对布置，所述粒子电极模块可拆卸地设置于所述外壳内且置于所述阴极和所述阳极之间；所述粒子电极模块包括粒子电极、曝气管、壳体和设置于所述壳体内的隔板，所述隔板将所述壳体的内腔分隔为粒子电极填充室和反冲洗配气室，所述粒子电极填充室与所述外壳的内腔连通，所述隔板设置有将所述粒子电极填充室和所述反冲洗配气室连通的透气结构，所述粒子电极布置于所述粒子电极填充室内，所述曝气管的一部分设置于所述反冲洗配气室内并设置有出气孔，另一部分位于所述壳体的外侧并与所述耦合装置可分离地配合，所述耦合装置用于外界向所述曝气管内输送压缩空气。
2.根据权利要求1所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，所述粒子电极采用如下方法制备，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所
6.根据权利要求1所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
10.根据权利要求1所述的三维电催化氧化装置，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种三维电催化氧化装置，包括外壳和设置于所述外壳内的电催化氧化系统，所述外壳设置有进水口和出水口，所述电催化氧化系统包括阴极、阳极、粒子电极模块和耦合装置，所述阴极和所述阳极平行且正对布置，所述粒子电极模块可拆卸地设置于所述外壳内且置于所述阴极和所述阳极之间；所述粒子电极模块包括粒子电极、曝气管、壳体和设置于所述壳体内的隔板，所述隔板将所述壳体的内腔分隔为粒子电极填充室和反冲洗配气室，所述粒子电极填充室与所述外壳的内腔连通，所述隔板设置有将所述粒子电极填充室和所述反冲洗配气室连通的透气结构，所述粒子电极布置于所述粒子电极填充室内，所述曝气管的一部分设置于所述反冲洗配气室内并设置有出气孔，另一部分位于所述壳体的外侧并与所述耦合装置可分离地配合，所述耦合装置用于外界向所述曝气管内输送...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢昕，赵佰红，李昂，王磊，
申请(专利权)人：山东本源环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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