專利名稱：一種三維三相電化學(xué)反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬?gòu)U水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)涉及一種應(yīng)用電化學(xué)方法處理 生活污水的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市缺水問(wèn)題尤為突出， 相當(dāng)部分城市水資源短缺，但是，由于城市用水量增加，城市生活污水生產(chǎn)
量不斷加大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年排污量達(dá)281.4億噸，近80%的生活污水未經(jīng) 處理直排江河湖海，造成全國(guó)1/3以上的水域受到污染，城市缺水和排污量 不斷增加的矛盾日益突出。嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，也使水體富 營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。因此，這就要求我們一方面要節(jié)約并限制用水，同時(shí) 如何凈化處理生活污水，使其得到再循環(huán)再利用，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā) 展戰(zhàn)略的重要組成部分。
關(guān)于電化學(xué)方法治理污水，具有無(wú)須添加氧化劑、絮凝劑等化學(xué)藥品， 設(shè)備體積小，占地面積少，操作筒變靈活等優(yōu)點(diǎn)，被稱為綠色處理工藝。但 是傳統(tǒng)的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率底，尤其 是在電導(dǎo)率低時(shí)，因而在實(shí)踐中難以有突破性進(jìn)展。針對(duì)傳統(tǒng)二維電極這一 缺陷，在上世紀(jì)60年代末期，Bickhuast提出了三維電極/三元電極 (three-dimension-electrode )的概念。三維電極是一種新型的電化學(xué)反應(yīng)器， 又叫粒子電極(particle electrode)或床電極(bed electrode)。它是在傳統(tǒng) 二維電解槽電極之間裝填粒狀或其它碎屑狀工作電極材料，并使裝填工作電 極材料表面帶電，成為新的一級(jí)(第三級(jí))，以增大電極的比表面積，即增 加極水比，提高污水的處理效率，降低處理成本。但目前三維電極電解反應(yīng) 器在使用過(guò)程中粒子電極易被污染物污染，發(fā)生電極堵塞。電極堵塞將使處
理效率降低，難以使三維電極連續(xù)高效正常運(yùn)行，限制了三維電極的推廣應(yīng) 用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效去污、拆裝方便的三維 三相電化學(xué)反應(yīng)器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
一種三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，它包括集水槽A、電解室B、布?xì)饧敖o水 分配室C;所述布?xì)饧敖o水分配室C位于最下方，集水槽A位于最上方， 電解室B位于中間；所述集水槽A與電解室B、電解室B與布?xì)饧敖o水分 配室C之間設(shè)有布?xì)獍?。集水槽體積為11 x 12 x6cm3 ,布?xì)饧敖o水分配室 體積為11 x 12 x 4cm3,電解室體積為11 x 12 x 20cm3 。
所述集水槽A的側(cè)面設(shè)有出水口，底部由布?xì)獍逯С帧?br> 所述電解室B底部由布?xì)獍逯С郑鲭娊馐褺兩邊的側(cè)板內(nèi)靠近側(cè) 板處設(shè)有兩道豎立平行的用于嵌入電極板的凹槽，所述凹槽用于嵌入電極 板，凹槽寬4mm,深3mm,所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入電極，陽(yáng)極為鈥網(wǎng)基鍍釕 等稀有金屬，陰極為不銹鋼網(wǎng)，極板間距80~ 120mm;所述電解室B內(nèi)填 充電極材料。采用柱狀活性炭作為粒子電極填充于電解槽內(nèi)，填入體積為電 解室體積的二分之一左右。
所述布?xì)饧敖o水分配室C上部覆蓋有布?xì)獍?，?cè)面設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣 口，用于連接氣泵和水泵，電解時(shí)可采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)操作，電極板每次使用 前均經(jīng)預(yù)處理，由直流穩(wěn)壓電源供電進(jìn)行電解。
所述布?xì)?反為多孔有才幾玻璃篩板，多孔有機(jī)玻璃篩板上孔與孔間隔 10mm左右，孔徑0.5mm左右，布?xì)獍逡部蔀槠渌牧稀?br> 所述集水槽A與電解室B之間的布?xì)獍逑旅?、電解室B與布?xì)饧敖o水 分配室C之間的雙層布?xì)獍逯虚g平鋪有微孔膜。
優(yōu)選的，所述微孔膜為呢絨篩網(wǎng)，所述呢絨篩網(wǎng)為200目。也可用其它 材料篩網(wǎng)。呢絨篩網(wǎng)用于防止活性炭落入分配室，電解反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間 后，由于篩網(wǎng)被炭末和雜質(zhì)堵塞，影響透氣和透水性，篩網(wǎng)可以隨時(shí)更換。
優(yōu)選的，所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有多個(gè)用于螺栓連接的孔，所 述集水槽A與電解室B之間、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室C之間用螺栓 連接緊固。
優(yōu)選的，所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有12~ 16個(gè)用于螺栓連接的孔。
優(yōu)選的，兩個(gè)電才及之間間距為80 ~ 120 mm。
優(yōu)選的，所述電解室B內(nèi)填充的電極材料為柱狀活性炭顆粒。
優(yōu)選的，所述布?xì)獍搴?.4 0.6mm。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果
第一，空氣的通入有四個(gè)作用。1、氣體的攪動(dòng)，可以加速溶液中的有 機(jī)污染物向粒子電極和電極板上擴(kuò)散，強(qiáng)化了傳質(zhì)；也可以通過(guò)反復(fù)沖擊粒 子電極，防止有機(jī)污染物在粒子電極表面的聚積；2、氣體中氧氣的注入， 可以向反應(yīng)器溶液提供充足的氧。溶液中過(guò)量的氧在粒子電極表面或陰極上 可以通過(guò)得到兩電子而轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)氧化劑羥基自由基等，從而可以氧化有機(jī)污 染物；3、改善了三維電極體系中填充粒子的接觸狀態(tài)， 一定程度地減少粒 子之間的短路電流，相應(yīng)地增加法拉第電流。4、通過(guò)粒子之間的相互摩擦， 從而避免粒子電極被懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)等污染物污染。
第二，所選用的陰陽(yáng)電極組合對(duì)生活污水中的COD和磷有很好的去除效果。
第三，電解室底部由多孔有機(jī)玻璃篩板支持，分配室上部亦由多孔有 機(jī)玻璃篩板覆蓋，兩層之間用螺栓連接固定，布?xì)獍逑旅嫫戒佄⒖啄?，這樣 微孔膜可隨時(shí)更換，透氣性好、電解效率高。以往布?xì)獍骞潭ㄔ陔娊馐液头?br> 配室之間，電解反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，由于布?xì)獍灞惶磕┖碗s質(zhì)堵塞，影
響透氣和透水性，A/v而影響處理效果。
附困說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型布?xì)獍宓慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
如圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型布?xì)獍宓慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、進(jìn)水口； 2、進(jìn)氣口； 3、微孔膜；4、布?xì)獍澹?、 6、電極； 7、電極材料；8、凹槽；9、出水口。
集水槽A、電解室B、布?xì)饧敖o水分配室C。
一種三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，它包括集水槽A、電解室B、布?xì)饧敖o水 分配室C;所述布?xì)饧敖o水分配室C位于最下方，集水槽A位于最上方， 電解室B位于中間；所述集水槽A與電解室B、電解室B與布?xì)饧敖o水分 配室C之間設(shè)有布?xì)獍?，并用螺栓連接緊固。集水槽體積為11xl2x 6cm3 ，布?xì)饧敖o水分配室體積為11xi2x4cm3，電解室體積為11xi2x 20cm3 ，本實(shí)用新型也適合更大體積的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器。
所述集水槽A的側(cè)面設(shè)有出水口 9，底部由布?xì)獍?支持。
所述電解室B底部由布?xì)獍?支持，所述電解室B兩邊的側(cè)板內(nèi)靠近 側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的用于嵌入電極板的凹槽8，所述凹槽8用于嵌入 電極板，凹槽寬4mm,深3mm，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入電極5、 6,兩個(gè)電極 之間間距為100mm,陽(yáng)極為鈦網(wǎng)基鍍釕等稀有金屬，陰極為不銹鋼網(wǎng)；所 述電解室B內(nèi)填充電極材料7，采用柱狀活性炭顆粒作為粒子電極材料填充 于電解槽內(nèi)，填入體積為電解室體積的二分之一左右。
所述布?xì)饧敖o水分配室C側(cè)面設(shè)有進(jìn)水口 l和進(jìn)氣口2，用于連接氣 泵和水泵。電解時(shí)可采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)操作，電極板每次使用前均經(jīng)預(yù)處理， 由直流穩(wěn)壓電源供電進(jìn)行電解。
所述布?xì)獍鍨槎嗫子袡C(jī)玻璃篩板，厚度為0.5mm，多孔有機(jī)玻璃篩板上 孔與孔間隔10mm左右，孔徑0.5mm左右，布?xì)獍逡部蔀槠渌牧稀?br> 所述集水槽A與電解室之間的布?xì)獍?下面、電解室B與布?xì)饧敖o水 分配室C之間的雙層布?xì)獍?的中間平鋪有微孔膜3。
所述微孔膜3為呢絨篩網(wǎng)，呢絨篩網(wǎng)為200目，呢絨篩網(wǎng)用于防止活性 炭落入分配室，電解反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，由于篩網(wǎng)被炭末和雜質(zhì)堵塞， 影響透氣和透水性，篩網(wǎng)可以隨時(shí)更換，非常方便。
所述布?xì)獍宓乃闹苓吘壯由觳吭O(shè)有12個(gè)用于螺栓連接的孔，也可更多。
實(shí)施例1
將選定的陰陽(yáng)電極板嵌入反應(yīng)器中，放入經(jīng)生活污水吸附飽和后的柱狀 活性炭于電解室(粒徑1.5-2mm)，加入850mL左右生活污水，從下部通 入壓縮空氣，氣體流量0.3mVh,由直流穩(wěn)壓電源供電進(jìn)行電解。最佳電解 條件電解時(shí)間60min ,電解電壓為10V (靜態(tài)實(shí)驗(yàn))。
污水取自污水井污水，經(jīng)自然沉淀，取上層清液用于電解。水質(zhì)參數(shù) COD為238mg/L, pH值為7.7,電導(dǎo)率為130mS/m，總磷為4.47mg/L,總 氮為20.27mg/L。
處理效果CODcr去除率65.5。/。，磷去除率86.2%,總氮去除率16.0%。 實(shí)施例2
電解條件同實(shí)例l。污水取自污水處理廠進(jìn)水口污水，經(jīng)自然沉淀，取 上層清液用于電解。水質(zhì)參數(shù)COD為250mg/L, pH值為6.9,電導(dǎo)率為 128mS/m,總磷為5.97mg/L，總氮為24.20mg/L (靜態(tài)實(shí)驗(yàn))。
處理效果CODcr去除率66.5%,磷去除率81.4%，總氮去除率12.1%。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用本實(shí)用新型處理生活污水，污水中COD達(dá)650/。以上， 磷去除效果和能耗明顯優(yōu)于背景技術(shù)。
權(quán)利要求1、一種三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是它包括集水槽A、電解室B、布?xì)饧敖o水分配室C；所述布?xì)饧敖o水分配室C位于最下方，集水槽A位于最上方，電解室B位于中間；所述集水槽A與電解室B、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室C之間設(shè)有布?xì)獍?4)；所述集水槽A的側(cè)面設(shè)有出水口(9)，底部由布?xì)獍?4)支持；所述電解室B底部由雙層布?xì)獍?4)支持，所述電解室B兩邊的側(cè)板內(nèi)靠近側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的用于嵌入電極板的凹槽(8)，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入電極(5)、(6)，所述電解室B內(nèi)填充電極材料；所述布?xì)饧敖o水分配室C側(cè)面設(shè)有進(jìn)水口(1)和進(jìn)氣口(2)。
2、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍?為多孔有機(jī)玻璃篩板。
3、 如權(quán)利要求2所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述集水槽 A與電解室之間的布?xì)獍逑旅妗㈦娊馐褺與布?xì)饧敖o水分配室C之間的雙 層布?xì)獍逯虚g平鋪有微孔膜(3)。
4、 如權(quán)利要求3所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述微孔膜 (3)為呢絨篩網(wǎng)，所述呢絨篩網(wǎng)為200目。
5、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍?的四周邊緣延伸部設(shè)有多個(gè)用于螺栓連接的孔，所述集水槽A與電解室之 間、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室C之間用螺栓連接緊固。
6、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍?的四周邊緣延伸部設(shè)有12 ~ 16個(gè)用于螺栓連接的孔。
7、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述兩個(gè)電 極之間間距為80 ~ 120 mm。2
8、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述電解室 B內(nèi)填充的電極材料為柱狀活性炭顆粒。
9、 如權(quán)利要求1所述的三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，其特征是所述布?xì)獍?厚0.4 ~ 0.6 mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三維三相電化學(xué)反應(yīng)器，它包括集水槽A、電解室B、布?xì)饧敖o水分配室C，所述集水槽A與電解室B、電解室B與布?xì)饧敖o水分配室C之間設(shè)有布?xì)獍?，布?xì)獍鍨槎嗫子袡C(jī)玻璃篩板，布?xì)獍迳掀戒佊形⒖啄?，所述電解室B兩邊靠近側(cè)板處設(shè)有兩道豎立平行的凹槽，所述兩個(gè)凹槽內(nèi)插入兩個(gè)電極，電解室B內(nèi)填充電極材料，本實(shí)用新型電解效率高，微孔膜可隨時(shí)更換、透氣性好，并且拆裝清洗方便。
文檔編號(hào)C02F1/461GK201010695SQ200720100868
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者敏 李, 李景印, 佚 邊, 郭玉鳳 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)