本發(fā)明屬于電極領(lǐng)域，尤其是一種醫(yī)療污水高級氧化處理裝置、鐵電極及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、醫(yī)療污水中含有大量的有機物殘留，傳統(tǒng)的處理方式難以去除，通常采用電催化氧化的方式進(jìn)行處理，具體可參照cn202310016399.1醫(yī)療污水處理裝置及方法等現(xiàn)有技術(shù)。電催化氧化處理裝置中，需要采用多個電極板，電極板采用鐵板，成本低，且能夠提供亞鐵離子，產(chǎn)生芬頓反應(yīng)，提高處理效果。但鐵電極易腐蝕，需要頻繁地更換，后期維護不便。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種醫(yī)療污水高級氧化處理裝置、鐵電極及其制備方法，可以降低該鐵電極的腐蝕速度，延長使用壽命。

2、為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：鐵電極的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、向甲醇中加入硝酸鋅和乙酰丙酮鐵，并利用超聲波混合均勻，得到溶液a；

4、向甲醇中加入2-甲基咪唑，并利用超聲波混合均勻，得到溶液b；

5、s2、將溶液b快速倒入溶液a，攪拌24h，然后離心分離得到粉末，并利用水和甲醇對粉末進(jìn)行多次洗滌，然后將粉末在80℃下真空干燥12h；

6、s3、將干燥后的粉末分散在甲醇中，并加入去離子水，甲醇和去離子水的體積比為1:1，得到溶液c；

7、s4、向溶液c中依次加入濃度為25mg/ml的十六烷基三甲基溴化銨溶液、濃度為6mg/ml的氫氧化鈉溶液以及正硅酸乙酯溶液，并持續(xù)攪拌2h，得到前驅(qū)體溶液；其中，將正硅酸乙酯與甲醇按照體積比1:5混合而制得正硅酸乙酯溶液；

8、s5、將步驟s4得到的前驅(qū)體溶液均勻涂覆在鐵板表面，然后在惰性氛圍下對鐵板進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為900℃，在鐵板表面生成單原子位點催化層；涂覆時，先進(jìn)行一次涂覆，然后將鐵板烘干，然后進(jìn)行二次涂覆。鐵板采用常規(guī)鐵板即可，先將鐵板表面清洗干凈，去除雜質(zhì)、油污，再進(jìn)行涂覆。

9、s6、在80℃下采用10wt％的氫氟酸沖洗單原子位點催化層，得到鐵電極。

10、鐵電極，采用上述方法制得。

11、醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，包括多個陰極板和陽極板，所述陰極板和陽極板交替設(shè)置，且陰極板和陽極板之間具有間距；所述陰極板和陽極板為上述鐵電極。

12、進(jìn)一步地，包括電催化氧化罐和除泥設(shè)備；

13、所述電催化氧化罐的底部側(cè)壁設(shè)置有多個進(jìn)水噴頭，所述進(jìn)水噴頭的出水方向垂直于電催化氧化罐的徑向，所述進(jìn)水噴頭連接有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)置有加壓泵，所述加壓泵與進(jìn)水噴頭之間的進(jìn)水管連接有臭氧供給機構(gòu)；

14、所述陰極板和陽極板設(shè)置在進(jìn)水噴頭的上方；

15、所述電催化氧化罐的上部側(cè)壁設(shè)置有出水口，所述出水口與除泥設(shè)備連通；

16、所述陰極板和陽極板為網(wǎng)狀板。

17、進(jìn)一步地，所述電催化氧化罐的外部設(shè)置有循環(huán)管，所述循環(huán)管的上端連通陰極板和陽極板上方的電催化氧化罐，循環(huán)管的下端連通陰極板和陽極板處的電催化氧化罐，且循環(huán)管下端出水方向垂直于電催化氧化罐的徑向，所述循環(huán)管上設(shè)置有循環(huán)泵。

18、進(jìn)一步地，所述陰極板和陽極板下方設(shè)置有第一攔截網(wǎng)，所述第一攔截網(wǎng)上方的電催化氧化罐內(nèi)設(shè)置有多個密度小于水的清潔球，所述循環(huán)管的上端口設(shè)置有第二攔截網(wǎng)，所述出水口連接有分離倉，所述分離倉的底部通過輸水管與除泥設(shè)備連通，所述分離倉內(nèi)設(shè)置有弧形的第三攔截網(wǎng)，所述第三攔截網(wǎng)的一端連接有傾斜的輸送管，所述輸送管的下端與循環(huán)管連通。

19、進(jìn)一步地，所述清潔球包括從外至內(nèi)依次設(shè)置的彈性網(wǎng)殼、硅酸鐵顆粒層和空心浮球。

20、進(jìn)一步地，所述電催化氧化罐的內(nèi)壁設(shè)置有圓環(huán)形的下支撐環(huán)和上支撐環(huán)，所述下支撐環(huán)固定在電催化氧化罐內(nèi)壁；所述電催化氧化罐內(nèi)設(shè)置有電極安裝架，所述電極安裝架包括底部環(huán)板，所述底部環(huán)板上表面設(shè)置有下定位套，所述下定位套的內(nèi)壁設(shè)置有多個第一插槽；所述底部環(huán)板上設(shè)置有多根豎直的連接柱，所述連接柱的頂部固定設(shè)置有上定位套，所述上定位套的內(nèi)壁設(shè)置有多個第二插槽，所述陰極板和陽極板的下端插接于第一插槽，陰極板和陽極板的上端插接于第二插槽；所述上支撐環(huán)可拆卸安裝于電催化氧化罐的內(nèi)壁，且上支撐環(huán)的下表面設(shè)置有第一平面軸承，所述第一平面軸承壓緊上定位套；所述底部環(huán)板通過第二平面軸承安裝于下支撐環(huán)。

21、進(jìn)一步地，所述除泥設(shè)備為沉淀池，所述沉淀池的底部設(shè)置有排泥機構(gòu)。

22、進(jìn)一步地，所述除泥設(shè)備包括柔性的濾布和豎直設(shè)置的過濾筒，所述過濾筒的底部通過底板封口，過濾筒內(nèi)設(shè)置有豎直的第一筒體和第二筒體，所述第一筒體位于第二筒體內(nèi)部，且第一筒體的下端通過圓環(huán)形的支撐板與第二筒體的下端相連，所述第二筒體的上端通過圓環(huán)形的頂板與過濾筒的上端相連，所述第一筒體的上端低于第二筒體的上端，所述第二筒體的上端口設(shè)置有可拆卸的蓋板，第一筒體和第二筒體之間為進(jìn)水腔，所述蓋板上設(shè)置有連通進(jìn)水腔的進(jìn)水孔；所述第一筒體、第二筒體和支撐板上設(shè)置有通孔；所述濾布包括一體成型的外濾筒、底部水平段、內(nèi)濾筒和頂部水平段，所述外濾筒覆蓋第二筒體的內(nèi)壁，所述底部水平段覆蓋支撐板，所述內(nèi)濾筒覆蓋第一筒體的外壁，所述頂部水平段覆蓋第一筒體的上端口，所述外濾筒的上端邊緣向外翻邊后覆蓋第二筒體的上端面，且外濾筒的上端翻邊由蓋板壓緊，蓋板的下表面設(shè)置有彈性密封墊；過濾筒上設(shè)置有清水排口。

23、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制得的鐵電極，通過在其表面耦合單原子位點催化層，可以改善電極表面的電子轉(zhuǎn)移能力，這有助于提升催化反應(yīng)的速率，同時減少副反應(yīng)的發(fā)生，從而間接保護了內(nèi)部的鐵電極，減緩電極腐蝕。

24、此外，單原子位點催化層能夠在鐵電極表面形成一層保護性的薄膜，阻止污水直接接觸鐵電極，減少了鐵電極腐蝕的可能性。

25、另外，由于單原子位點催化層的保護，可以提高鐵電極的化學(xué)穩(wěn)定性，防止鐵電極在惡劣的工作條件下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化或溶解。

技術(shù)特征：

1.鐵電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.鐵電極，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的方法制得。

3.醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，包括多個陰極板(7)和陽極板(8)，所述陰極板(7)和陽極板(8)交替設(shè)置，且陰極板(7)和陽極板(8)之間具有間距；其特征在于，所述陰極板(7)和陽極板(8)為權(quán)利要求2所述的鐵電極。

4.如權(quán)利要求3所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，包括電催化氧化罐(1)和除泥設(shè)備(2)；

5.如權(quán)利要求4所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，所述電催化氧化罐(1)的外部設(shè)置有循環(huán)管(10)，所述循環(huán)管(10)的上端連通陰極板(7)和陽極板(8)上方的電催化氧化罐(1)，循環(huán)管(10)的下端連通陰極板(7)和陽極板(8)處的電催化氧化罐(1)，且循環(huán)管(10)下端出水方向垂直于電催化氧化罐(1)的徑向，所述循環(huán)管(10)上設(shè)置有循環(huán)泵(11)。

6.如權(quán)利要求5所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，所述陰極板(7)和陽極板(8)下方設(shè)置有第一攔截網(wǎng)(12)，所述第一攔截網(wǎng)(12)上方的電催化氧化罐(1)內(nèi)設(shè)置有多個密度小于水的清潔球(13)，所述循環(huán)管(10)的上端口設(shè)置有第二攔截網(wǎng)(14)，所述出水口(9)連接有分離倉(16)，所述分離倉(16)的底部通過輸水管(15)與除泥設(shè)備(2)連通，所述分離倉(16)內(nèi)設(shè)置有弧形的第三攔截網(wǎng)(17)，所述第三攔截網(wǎng)(17)的一端連接有傾斜的輸送管(18)，所述輸送管(18)的下端與循環(huán)管(10)連通。

7.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，所述清潔球(13)包括從外至內(nèi)依次設(shè)置的彈性網(wǎng)殼(131)、硅酸鐵顆粒層(132)和空心浮球(133)。

8.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，所述電催化氧化罐(1)的內(nèi)壁設(shè)置有圓環(huán)形的下支撐環(huán)(29)和上支撐環(huán)(30)，所述下支撐環(huán)(29)固定在電催化氧化罐(1)內(nèi)壁；所述電催化氧化罐(1)內(nèi)設(shè)置有電極安裝架，所述電極安裝架包括底部環(huán)板(31)，所述底部環(huán)板(31)上表面設(shè)置有下定位套(32)，所述下定位套(32)的內(nèi)壁設(shè)置有多個第一插槽；所述底部環(huán)板(31)上設(shè)置有多根豎直的連接柱(33)，所述連接柱(33)的頂部固定設(shè)置有上定位套(34)，所述上定位套(34)的內(nèi)壁設(shè)置有多個第二插槽，所述陰極板(7)和陽極板(8)的下端插接于第一插槽，陰極板(7)和陽極板(8)的上端插接于第二插槽；所述上支撐環(huán)(30)可拆卸安裝于電催化氧化罐(1)的內(nèi)壁，且上支撐環(huán)(30)的下表面設(shè)置有第一平面軸承，所述第一平面軸承壓緊上定位套(34)；所述底部環(huán)板(31)通過第二平面軸承安裝于下支撐環(huán)(29)。

9.如權(quán)利要求4所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，所述除泥設(shè)備(2)為沉淀池，所述沉淀池的底部設(shè)置有排泥機構(gòu)(19)。

10.如權(quán)利要求4所述的醫(yī)療污水高級氧化處理裝置，其特征在于，所述除泥設(shè)備(2)包括柔性的濾布(27)和豎直設(shè)置的過濾筒(20)，所述過濾筒(20)的底部通過底板封口，過濾筒(20)內(nèi)設(shè)置有豎直的第一筒體(23)和第二筒體(24)，所述第一筒體(23)位于第二筒體(24)內(nèi)部，且第一筒體(23)的下端通過圓環(huán)形的支撐板(22)與第二筒體(24)的下端相連，所述第二筒體(24)的上端通過圓環(huán)形的頂板(25)與過濾筒(20)的上端相連，所述第一筒體(23)的上端低于第二筒體(24)的上端，所述第二筒體(24)的上端口設(shè)置有可拆卸的蓋板(26)，第一筒體(23)和第二筒體(24)之間為進(jìn)水腔(28)，所述蓋板(26)上設(shè)置有連通進(jìn)水腔(28)的進(jìn)水孔(21)；所述第一筒體(23)、第二筒體(24)和支撐板(22)上設(shè)置有通孔；所述濾布(27)包括一體成型的外濾筒、底部水平段、內(nèi)濾筒和頂部水平段，所述外濾筒覆蓋第二筒體(24)的內(nèi)壁，所述底部水平段覆蓋支撐板(22)，所述內(nèi)濾筒覆蓋第一筒體(23)的外壁，所述頂部水平段覆蓋第一筒體(23)的上端口，所述外濾筒的上端邊緣向外翻邊后覆蓋第二筒體(24)的上端面，且外濾筒的上端翻邊由蓋板(26)壓緊，蓋板(26)的下表面設(shè)置有彈性密封墊；過濾筒(20)上設(shè)置有清水排口。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及醫(yī)療污水高級氧化處理裝置、鐵電極及其制備方法，包括：S1、向甲醇中加入硝酸鋅和乙酰丙酮鐵，得到溶液A；向甲醇中加入2?甲基咪唑，得到溶液B；S2、將溶液B快速倒入溶液A，攪拌24h得到粉末；S3、將粉末分散在甲醇溶液中，得到溶液C；S4、向溶液C中依次加入十六烷基三甲基溴化銨溶液、氫氧化鈉溶液以及正硅酸乙酯溶液，得到前驅(qū)體溶液；S5、將前驅(qū)體溶液均勻涂覆在鐵板表面，對鐵板進(jìn)行焙燒，并采用氫氟酸進(jìn)行沖洗，得到鐵電極。本發(fā)明制得的鐵電極，通過在其表面耦合單原子位點催化層，可以改善電極表面的電子轉(zhuǎn)移能力，這有助于提升催化反應(yīng)的速率，同時減少副反應(yīng)的發(fā)生，從而間接保護了內(nèi)部的鐵電極，減緩電極腐蝕。

技術(shù)研發(fā)人員：辜凌云,蔡振鵬,劉嘉麗,熊兆錕,何傳書,賴波
受保護的技術(shù)使用者：四川凈界錕凌環(huán)保科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26