電催化氧化反應器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及電催化氧化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電催化氧化技術(shù)是最近發(fā)展起來的一種處理有毒難降解污染物的極具應用前景的“綠色技術(shù)”。
[0003]1、原理:
[0004]在常溫常壓下通過有催化活性的電極反應直接或間接產(chǎn)生羥基自由基，從而使難生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為可生物降解的有機物，或是難降解的有機物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。
[0005]主要反應:
[0006]((1)H202的生成:
[0007]02+e_—.02_
[0008].02 十 Η+ 一 Η02.或.02 十 Η02.一 02十 HO 2
[0009]2 Η02.— Η202 十 02或 Η02 十 Η+ — Η202
[0010](2).0Η 的生成:
[0011 ] 1^2()2+ e — 0Η 十.0Η
[0012](3)以上過程的綜合作用，降解水中的有機物、氨氮及總氮。
[0013]2、主要的結(jié)構(gòu):
[0014]電催化氧化反應器本質(zhì)上來說是一個電解池，主要由反應器外殼和兩塊極板構(gòu)成，現(xiàn)由于對三維電極的研究不斷推進，發(fā)現(xiàn)三維電極處理效率比二維電極好很多，因此本公司均采用三維電極電催化氧化反應器。
[0015]3、現(xiàn)有技術(shù)存在的問題:
[0016]從大的方面來說主要有兩點:
[0017](1)并不能從根本上解決電流效率低、受傳質(zhì)限制等問題。
[0018](2)需要在電催化材料、電催化氧化反應裝置上做進一步的研究改進。
[0019]首先，大多數(shù)實際應用中的電催化氧化反應器在電極材料上主要選擇石墨作為電極，本公司原先也是使用的石墨電極。優(yōu)點是成本低，耐腐蝕，但是石墨電極強度差，在電流密度較高時電極損耗大，電催化氧化有機物能力差，電流效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、布水均勻、電流效率高、處理量大、能耗低的電催化氧化反應器。
[0021]為實現(xiàn)本實用新型目的，提供了以下技術(shù)方案:電催化氧化反應器，包括殼體、殼體上端的進水管、與進水管連接設(shè)置于殼體內(nèi)近頂端的布水裝置、設(shè)置于殼體內(nèi)的填料層、設(shè)置于殼體填料層段側(cè)壁上的電極，殼體底端設(shè)置有出水管，殼體近底端設(shè)置有曝氣裝置，其特征在于布水裝置下方設(shè)置有一層過濾棉，過濾棉固定覆蓋于柵格狀第一塑料框架，第一塑料框架下方填料層頂端設(shè)置有第二塑料框架，第一與第二塑料框架間構(gòu)成穩(wěn)水層，填料層底端設(shè)置有第三塑料框架，曝氣裝置設(shè)置于第三塑料框架下方。
[0022]作為優(yōu)選，曝氣裝置下方設(shè)置有分隔板，分隔板上均布有透水孔，分隔板與殼底構(gòu)成出水室，出水管開設(shè)于出水室側(cè)壁上。
[0023]作為優(yōu)選，曝氣裝置包括曝氣管以及設(shè)置在曝氣管上的曝氣盤，具體曝氣盤高度公式為:
[0024]H=-5.9073m2+6.3079h2_10.0927mh+37.9073m_10.6308h+ll.8924
[0025]H—曝氣盤高度；
[0026]m—曝氣面積；
[0027]h—曝氣高度。
[0028]現(xiàn)在常用的主流曝氣器主要有陶瓷曝氣器、管式曝氣器以及盤式曝氣器。好的陶瓷曝氣器傳質(zhì)效率不錯，但是成本太高，且隨著使用時間的延長，他們的孔隙會結(jié)垢，清理需要另花時間及成本；管式曝氣器成本低，不存在曝氣死區(qū)，但是壓頭損失大；而盤式曝氣器壓頭損失較管式小，雖然存在曝氣死區(qū)，但是可以克服。
[0029]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)曝氣盤底部的支架高度，可使曝氣盤與反應器底部的距離發(fā)生改變，從而曝氣盤下部污水攪動程度也在變化，因此可確定曝氣盤與反應器底面的距離，使曝氣盤以下區(qū)域的污水也能得到充分混合與曝氣，從而克服了傳統(tǒng)反應器中曝氣盤以下區(qū)域泥沙沉積的缺點。
[0030]作為優(yōu)選，設(shè)定曝氣量為2.5m3/m2.h時，反應器曝氣面積為0.25 m2、曝氣高度為
0.5m時，此時曝氣盤距殼體底面的最佳距離為16cm。
[0031]作為優(yōu)選，電催化氧化反應器電極為鍍釕鈦電極。成本不高、強度大，且催化活性高、導電性好、耐腐蝕性強。
[0032]本實用新型有益效果:本實用新型中，在電催化氧化反應器上部進水口配套設(shè)置了進水管管網(wǎng)以及管網(wǎng)下的一層過濾棉，解決了以往電催化氧化反應器布水不均勻的問題；反應區(qū)內(nèi)上下塑料框架的設(shè)置，解決了以往三維電極反應器中催化劑在曝氣時由于翻滾劇烈而流失的問題；電極板由原來的石墨電極改換成了鍍釕鈦電極，鍍釕鈦電極成本不高、強度大，且催化活性高、導電性好、耐腐蝕性強，解決了原來石墨電極強度差、電催化氧化有機物能力差等缺點；曝氣盤設(shè)置固定高度，可使曝氣盤下部污水也能得到混合與曝氣，解決了傳統(tǒng)反應器中曝氣盤以下區(qū)域泥沙沉積的缺點；出水室的設(shè)置，克服了傳統(tǒng)反應器直接從曝氣區(qū)出水，導致出水含有大量氣液混合物，從而需在排水管上另外增設(shè)氣液分離器的缺點，效果好且經(jīng)濟實用。
【附圖說明】
[0033]圖1為實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3為圖2的塑料框架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖4為實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]實施例1:電催化氧化反應器，包括殼體1、殼體1上端的進水管1.1、與進水管
1.1連接設(shè)置于殼體1內(nèi)近頂端的布水裝置2、設(shè)置于殼體1內(nèi)的填料層3、設(shè)置于殼體填料層3段側(cè)壁上的電極4，殼體1底端設(shè)置有出水管1.2，殼體1近底端設(shè)置有曝氣裝置5，曝氣裝置5包括曝氣管5.1以及設(shè)置在曝氣管5.1上的曝氣盤5.2，設(shè)定曝氣量為2.5m3/m2 -h時，反應器的曝氣面積為0.25 m2、曝氣高度為0.5m時，此時曝氣盤5.2距殼體1底面的最佳距離為16cm。電極4為鍍釕鈦電極。
[0038]實施例2:電催化氧化反應器，包括殼體1、殼體1上端的進水管1.1、與進水管1.1連接設(shè)置于殼體1內(nèi)近頂端的布水裝置2、設(shè)置于殼體1內(nèi)的填料層3、設(shè)置于殼體填料層3段側(cè)壁上的電極4，殼體1底端設(shè)置有出水管1.2，殼體1近底端設(shè)置有曝氣裝置5，布水裝置2下方設(shè)置有一層過濾棉8，過濾棉8固定覆蓋于柵格狀第一塑料框架9a，第一塑料框架9a下方填料層3頂端設(shè)置有第二塑料框架％，第一與第二塑料框架(9a、9b)間構(gòu)成穩(wěn)水層10，填料層3底端設(shè)置有第三塑料框架9c，曝氣裝置5設(shè)置于第三塑料框架9c下方。曝氣裝置5下方設(shè)置有分隔板6，分隔板6上均布有透水孔6.1，分隔板6與殼底構(gòu)成出水室7，出水管1.2開設(shè)于出水室7側(cè)壁上。曝氣裝置5包括曝氣管5.1以及設(shè)置在曝氣管5.1上的曝氣盤5.2，設(shè)定曝氣量為2.5m3/m2.h時，反應器的曝氣面積為0.25 m2、曝氣高度為0.5m時，此時曝氣盤5.2距殼體1底面的最佳距離為16cm。電極4為鍍釕鈦電極。
[0039]實施例3:電催化氧化反應器設(shè)置為2級，第一級電催化氧化反應器底部設(shè)置有墊高層11，第一級電催化氧化反應器底端出水管1.2連接第二級電催化氧化反應器頂端進水管1.1。二級電催化氧化反應器原理與一級相同，只是由于需要保證自流，需要將一級反應器墊高，從而節(jié)約能耗，克服了傳統(tǒng)反應器需要用栗而耗電的缺點。在自流過程中為了防止虹吸現(xiàn)象出現(xiàn)，在管道上部設(shè)置了與大氣連通，包括二級反應器出水也是如此。
[0040]對于進水水質(zhì)，本套設(shè)備要求最佳Ph為5~10。
【主權(quán)項】
1.電催化氧化反應器，包括殼體、殼體上端的進水管、與進水管連接設(shè)置于殼體內(nèi)近頂端的布水裝置、設(shè)置于殼體內(nèi)的填料層、設(shè)置于殼體填料層段側(cè)壁上的電極，殼體底端設(shè)置有出水管，殼體近底端設(shè)置有曝氣裝置，其特征在于布水裝置下方設(shè)置有一層過濾棉，過濾棉固定覆蓋于柵格狀第一塑料框架，第一塑料框架下方填料層頂端設(shè)置有第二塑料框架，第一與第二塑料框架間構(gòu)成穩(wěn)水層，填料層底端設(shè)置有第三塑料框架，曝氣裝置設(shè)置于第三塑料框架下方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化氧化反應器，其特征在于曝氣裝置下方設(shè)置有分隔板，分隔板上均布有透水孔，分隔板與殼底構(gòu)成出水室，出水管開設(shè)于出水室側(cè)壁上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化氧化反應器，其特征在于曝氣裝置包括曝氣管以及設(shè)置在曝氣管上的曝氣盤，具體曝氣盤高度公式為:H=-5.9073m2+6.3079h2-10.0927mh+37.9073m_10.6308h+ll.8924H—曝氣盤高度；m—曝氣面積；h—曝氣高度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電催化氧化反應器，其特征在于設(shè)定曝氣量為2.5m3/m2.h時，反應器曝氣面積為0.25 m2、曝氣高度為0.5m時，此時曝氣盤距殼體底面的最佳距離為16cm05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化氧化反應器，其特征在于電催化氧化反應器電極為鍍釕鈦電極。
【專利摘要】電催化氧化反應器，涉及污水處理領(lǐng)域,包括殼體、殼體上端的進水管、與進水管連接設(shè)置于殼體內(nèi)近頂端的布水裝置、設(shè)置于殼體內(nèi)的填料層、設(shè)置于殼體填料層段側(cè)壁上的電極，殼體底端設(shè)置有出水管，殼體近底端設(shè)置有曝氣裝置，布水裝置下方設(shè)置有一層過濾棉，過濾棉固定覆蓋于柵格狀第一塑料框架，第一塑料框架下方填料層頂端設(shè)置有第二塑料框架，第一與第二塑料框架間構(gòu)成穩(wěn)水層，填料層底端設(shè)置有第三塑料框架，曝氣裝置設(shè)置于第三塑料框架下方。結(jié)構(gòu)簡單、布水均勻、電流效率高、處理量大、能耗低。
【IPC分類】C02F101/30, C02F1/72, C02F1/461
【公開號】CN205061627
【申請?zhí)枴緾N201520587001
【發(fā)明人】周偉強, 徐彩萍, 戴捷, 王明, 胡耀笛
【申請人】江蘇丹誠環(huán)境工程有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年8月7日