專利名稱：三維粒子群電化學催化水處理裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種運用電化學原理研制的環(huán)保水處理裝置，更具體地說它是一種三維粒子群電化學催化水處理裝置。
背景技術(shù)：
高濃度有機工業(yè)廢水的處理，是目前工業(yè)廢水處理的難點和重點，它關系到國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展問題，已引起世界各國高度重視，迄今為止高濃度有機工業(yè)廢水處理裝置主要有物理型、化學型、物化型(比如微多相水處理裝置，微電解裝置等)、生物化學型等，物理型和物化型水處理裝置能有效地去除結(jié)構(gòu)簡單的有機污染物，但對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機分子(如硝基苯、苯胺等)則去除率很低，化學型因其處理成本較高而很難推廣應用，生物化學型不適用處理含鹽高和含殺菌劑的有機廢水。而傳統(tǒng)的平板電極電解槽處理廢水量不大，電流效率低，尤其是在廢水電導率較低時更是如此，因此它的應用范圍非常有限，根本不能處理高濃度的有機工業(yè)廢水，對平板電極電解槽進行小改小革，功效提高也不大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有背景技術(shù)的不足之處，而提供一種三維粒子群電化學催化水處理裝置。它特別適合處理含鹽高、含殺菌劑的高濃度有機工業(yè)廢水。
本實用新型的目的是通過如下措施來達到的三維粒子群電化學催化水處理裝置，它包括槽體、電極板、電活性粒子，其特征在于所述槽體由底板1、墻板4、蓋板7組成，進水管2和出水管9焊接在槽體墻板4的兩端，按低進高出布置，呼吸管6焊接在蓋板7頂部中間；手孔接管10和排凈口接管11分別焊接在槽體兩側(cè)的相對應端下部，陽極板5若干片和陰極板8若干片相間規(guī)則地安裝在槽體內(nèi)，折流板12固定在槽體的底板1上；填充粒子3填充在槽體內(nèi)。
在上述技術(shù)方案中，所述相鄰陽極板5和陰極板8之間的間距為2-10厘米。
在上述技術(shù)方案中，所述手孔接管10和排凈口接管11按每個折流程之間設置1個手孔接管10和排凈口接管11布置。
在上述技術(shù)方案中，所述槽體為長方體或圓柱體。
在上述技術(shù)方案中，所述填充粒子3采用礦物性粒子(如二氧化硅粒子)作基體，在基體表面有電催化膜。
在上述技術(shù)方案中，所述槽體的底部有環(huán)形空氣分布管13，空氣分布管13上鉆有小孔14，且鉆小孔數(shù)量N≥R2/r2，其中R為環(huán)形空氣分布管半徑，r為小孔半徑。
本實用新型三維粒子群電化學催化水處理裝置具有設計先進，結(jié)構(gòu)合理，工藝規(guī)范，制造簡易，操作方便，運行穩(wěn)定，節(jié)省電耗，具有良好的有機廢水處理效果的優(yōu)點。
經(jīng)試驗表明本實用新型粒子群電化學催化氧化對硝基苯有90％以上的去除效果，對苯胺有99％以上的去除效果。本實用新型適用于處理難降解的有機工業(yè)廢水，特別是對于難生化的含鹽高，含殺菌劑的高濃度有機工業(yè)廢水處理具有獨特的優(yōu)勢。


圖1為本實用新型三維粒子群電化學催化水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(含局部剖示)。
圖2為圖1的俯視圖(含局部剖示)。
圖3為圖2的I部分的放大圖。
圖4為圖3的A-A剖示圖。
圖中1.底板，2.進水管，3.填充粒子，4.墻板，5.陽極板，6.呼吸管，7.蓋板，8.陰極板，9.出水管，10.手孔接管，11.排凈口接管，12.折流板，13.空氣分布管，14.小孔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不構(gòu)成對本實用新型保護的限制，僅作舉例而已。同時本實用新型的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。
實施例1本實用新型由槽體和電極、填充粒子構(gòu)成，槽體或用PVC或PE或不銹鋼或普通鋼板制成，槽體外形為長方體形，槽體由底板1、墻板4和蓋板7組成，進水管2、出水管9焊接在槽體長軸線的兩端，按低進高出布置，呼吸管6焊接在蓋板7頂部中點，可沿長軸線少許(±200mm)移動，手孔接管10和排凈口接管11按每個折流程各設置1個，分別焊接在槽體兩側(cè)下部，以能盡量放出填充粒子和排凈水為好，折流板12固定在槽體底板1上，折流板12可以陰極板兼代之(需固定在槽體底板1上)，其作用是盡量消除流體死角，陽極板5若干片和陰極板8若干片相間設置，用導線引出蓋板外，其極間距為2-10厘米，間距定距首要考慮電流密度和電壓，以節(jié)約電耗為優(yōu)選目標。填充粒子13填充在槽內(nèi)，以埋沒電極板為好。
在槽內(nèi)底部還可以裝配空氣分布管，采用空壓機均勻地送入空氣，空氣分布管13為與底板形狀相同的長方環(huán)形，必須滿足空氣均勻分布，空氣分布管上所開小孔14數(shù)量N大于或等于進氣管半徑R與小孔半徑r之平分比，即Nπr2≥πR2或N≥R2/r2(N為大于1的自然數(shù))。
本實用新型配備了自動PH調(diào)節(jié)裝置，以控制溶液在最佳的酸堿度范圍內(nèi)。
實施例2本實用新型由槽體和電極板，粒子填充料構(gòu)成，槽體呈圓柱體形，為立式結(jié)構(gòu)，由底板1、筒體4、蓋板7組成。槽體的高徑比H∶D≥3；進水口接管2焊接在筒體下部，出水口接管9焊接在筒體上部，手孔接管10焊接在進水口的對稱點處，蓋板7與筒體4采用大法蘭連接，蓋板中點焊呼吸口接管6；電極陽極板5和陰極板8呈垂直方向相間插入槽內(nèi)，填充粒子3裝填入槽，以埋設極板為好，空氣分布管為圓形多孔管，裝在槽內(nèi)底部，圓形多孔管上均布小孔數(shù)N≥R2/r2(關系式數(shù)學意義同前)；四個支座對稱地焊接在筒體外壁上，其余內(nèi)容參照實例1。
本實用新型三維粒子群電化學催化水處理裝置的工作機理為采用化學穩(wěn)定性極高很高的礦物性粒子(如石英沙)作基體，在其表面修飾一種折氧超電勢的過渡金屬氧化物作為電催化膜，將無數(shù)個這樣的具有電催化活性的粒子填充在主電極之間，當主電極被施加一定強度的電場之后，粒子表面的催化劑被誘導成復極性的微電極，從而，這些處在電場之中具有電催化活性的粒子，一端為陽極，可發(fā)生氧化反應，另一端為陰極，可發(fā)生陰極反應，粒子之間構(gòu)成一個微電解池，整個裝置就由這種大量的微電池組成，使有效電極反應面積大幅度增大，同時縮短了污染物的遷移距離，使污染物就近氧化降解。
在析氧超電勢很高的過渡金屬氧化物粒子的陽極端發(fā)生的反應中，產(chǎn)生一定數(shù)量的OH°自由基H2O-e→OH°+H+。OH°自由基是一種特強的氧化劑，其標準電極電位Φ。＝2.8V，氧化能力比O3(Φ。＝2.07V)還要強得多，它能使廢水中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機分子解體，降解，直至礦物化(即最終分解成CO2和H2O)。
需要說明的是對于所屬領域的技術(shù)人員來說，在不改變本實用新型原理的前提下還可以對本實用新型做出若干的改變或變形，這同樣屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.三維粒子群電化學催化水處理裝置，它包括槽體、電極板、電活性粒子，其特征在于所述槽體由底板(1)、墻板(4)、蓋板(7)組成，進水管(2)和出水管(9)焊接在槽體墻板(4)的兩端，按低進高出布置，呼吸管(6)焊接在蓋板(7)頂部中間；手孔接管(10)和排凈口接管(11)分別焊接在槽體兩側(cè)的相對應端下部，陽極板(5)若干片和陰極板(8)若干片相間規(guī)則地安裝在槽體內(nèi)，折流板(12)固定在槽體的底板(1)上；填充粒子(3)填充在槽體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維粒子群電化學催化水處理裝置，其特征在于所述相鄰陽極板(5)和陰極板(8)之間的間距為2-10厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維粒子群電化學催化水處理裝置，其特征在于所述手孔接管(10)和排凈口接管(11)按每個折流程之間設置1個手孔接管(10)和排凈口接管(11)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維粒子群電化學催化水處理裝置，其特征在于所述槽體為長方體或圓柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維粒子群電化學催化水處理裝置，其特征在于所述填充粒子(3)采用礦物性粒子作基體，在基體表面有電催化膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維粒子群電化學催化水處理裝置，其特征在于在所述槽體的底部有環(huán)形空氣分布管(13)，空氣分布管(13)上鉆有小孔(14)，且鉆小孔數(shù)量N≥R2/r2，其中R為環(huán)形空氣分布管半徑，r為小孔半徑。
專利摘要三維粒子群電化學催化水處理裝置，它包括槽體、電極板、電活性粒子，所述槽體由底板(1)、墻板(4)、蓋板(7)組成，進水管(2)和出水管(9)焊接在槽體墻板(4)的兩端，呼吸管(6)焊接在蓋板(7)頂部中間；手孔接管(10)和排凈口接管(11)分別焊接在槽體兩側(cè)的相對應端下部，陽極板(5)若干片和陰極板(8)若干片相間規(guī)則地安裝在槽體內(nèi)，折流板(12)固定在槽體的底板(1)上；填充粒子(3)填充在槽體內(nèi)。本實用新型克服了現(xiàn)有設置處理高濃度有機工業(yè)廢水效果差、成本高等缺點。具有設計先進，結(jié)構(gòu)合理，操作方便等優(yōu)點。特別適合處理含鹽高、含殺菌劑的高濃度有機工業(yè)廢水。
文檔編號C02F1/46GK2926200SQ20062009787
公開日2007年7月25日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者張懷松, 李世榮 申請人:武漢威蒙化工機械有限公司