一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置，該裝置由反應(yīng)器外殼、陰陽極板、粒子電極、導(dǎo)電顆粒、曝氣管、離子交換膜及直流電源組成。該裝置在陰陽極板之間裝填粒子電極實現(xiàn)三維電催化氧化功能，在粒子填料層中增設(shè)離子交換膜來實現(xiàn)陰陽離子的定向移動，在去除污水有機物濃度的同時可以降低污水的含鹽量，同時可降低三維電催化氧化反應(yīng)器的運行能耗。
【專利說明】一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置，屬于水處理領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，有許多廢水是難以采用常規(guī)的生化降解或者物理方法處理的，如垃圾滲濾液、汽車板連退平整液廢水、熱鍍鋅光整液廢水、鍍錫PSA廢水、各種染料顏料涂料農(nóng)藥醫(yī)藥獸藥炸藥等生產(chǎn)廢水及其中間體廢水、煉油廢水、油田廢水和其他精細化工廢水。這些廢水有機物濃度高，可生化性差、成分復(fù)雜、含生物致毒物質(zhì)(如重金屬離子、有毒有機物等)，常規(guī)的生化、物化處理方法具有比較大的局限性，而電催化氧化特別是三維電催化氧化對該類廢水處理有較好的適用性。
[0003]三維電催化氧化反應(yīng)器除了選擇較適合的陰陽極、電極材料和合適的電極間距及電極形狀、結(jié)構(gòu)、排布、面積等因素外，針對污水特征形成合理適用的反應(yīng)區(qū)間也會直接影響其處理效果和效率。在處理高鹽度有機污水時，由于污水電導(dǎo)率較高，三維電催化氧化電流密度較大，電流利用率較低，處理過程中pH值變化較大，需要投加酸堿進行中和，處理后的出水含鹽量仍然較高，不滿足后續(xù)生化處理的進水要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所涉及的一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置由反應(yīng)器外殼、陰陽極板、石墨顆粒、導(dǎo)電顆粒、曝氣管、離子交換膜及直流電源組成，離子交換膜將陰陽極板正對的空間分割為反應(yīng)區(qū)與酸液或堿液生成區(qū)；反應(yīng)區(qū)填充石墨顆粒，其外形可以為柱狀、球狀或扁球狀；在酸液或堿液生成區(qū)填充導(dǎo)電顆粒，導(dǎo)電顆粒為石墨顆粒，金屬顆粒或其他導(dǎo)電顆粒,其外形可以為柱狀、球狀或扁球狀；在反應(yīng)區(qū)與酸液或堿液生成區(qū)的底部設(shè)置曝氣管，曝氣強度為4飛m3/ (m2*h)0
[0005]該帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置通過離子交換膜將反應(yīng)器的有效反應(yīng)區(qū)進行分割，形成的三維電催化氧化反應(yīng)區(qū)可有效的礦化有機污染物，形成的酸液或堿液生成區(qū)可有效的容納透過離子交換膜的陽離子或陰離子，可生成有再利用價值的稀酸液或稀堿液。該裝置不僅可更有針對性的處理有機含鹽污水，還能有效的轉(zhuǎn)移并利用有機污水中的陰陽離子，減少加藥量，提高處理效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置中帶陰離子交換膜反應(yīng)器的示意圖，其中1.反應(yīng)器外殼、2.陽極板、3.石墨顆粒、4.曝氣管、5.陰離子交換膜、6.導(dǎo)電顆粒、7.陰極板、8.直流電源。
[0007]圖2為一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置中帶陽離子交換膜反應(yīng)器的示意圖，其中1.反應(yīng)器外殼、2.陽極板、3.導(dǎo)電顆粒、4.曝氣管、5.陽離子交換膜、6.石墨顆粒、7.陰極板、8.直流電源。
[0008]圖3為一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置中帶陰陽離子交換膜反應(yīng)器的示意圖，其中1.反應(yīng)器外殼、2.陽極板、3.導(dǎo)電顆粒、4.曝氣管、5.陽離子交換膜、6.石墨顆粒、7.陰離子交換膜、8.陰極板、9.直流電源。

【具體實施方式】
[0009]為了更好的理解本實用新型的設(shè)備構(gòu)成，下面結(jié)合【具體實施方式】進行闡述。
[0010]帶陰離子交換膜的反應(yīng)器請參見圖1，反應(yīng)器外殼I為矩形，材質(zhì)為玻璃鋼或PVC板制成；陽極板2和陰極板7分別置于反應(yīng)器兩側(cè)，分別與直流電源8的正極和負極連接；在陽極板2和陰極板7的正對空間內(nèi)平行布置陰離子交換膜5將其分割為反應(yīng)區(qū)和堿液生成區(qū)，在反應(yīng)區(qū)填充石墨顆粒3，在堿液生成區(qū)填充導(dǎo)電顆粒6 ;在反應(yīng)區(qū)和堿液生成區(qū)底部布置曝氣管4，曝氣管4接入壓縮空氣，構(gòu)成了帶陰離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置。
[0011]帶陽離子交換膜的反應(yīng)器請參見圖2，反應(yīng)器外殼I為矩形，材質(zhì)為玻璃鋼或PVC板制成；陽極板2和陰極板7分別置于反應(yīng)器兩側(cè)，分別與直流電源8的正極和負極連接；在陽極板2和陰極板7的正對空間內(nèi)平行布置陽離子交換膜5將其分割為酸液生成區(qū)和反應(yīng)區(qū)，在酸液生成區(qū)填充導(dǎo)電顆粒3，在反應(yīng)區(qū)填充石墨顆粒6 ;在反應(yīng)區(qū)和酸液生成區(qū)底部布置曝氣管4，曝氣管4接入壓縮空氣，構(gòu)成了帶陽離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置。
[0012]帶陰陽離子交換膜的反應(yīng)器請參見圖3，反應(yīng)器外殼I為矩形，材質(zhì)為玻璃鋼或PVC板制成；陽極板2和陰極板8分別置于反應(yīng)器兩側(cè)，分別與直流電源9的正極和負極連接；在陽極板2和陰極板8的正對空間內(nèi)平行布置陽離子交換膜5和陰離子交換膜7，依次排列順序為陽極板2、陽離子交換膜5、陰離子交換膜7、陰極板8，將其分割為酸液生成區(qū)、反應(yīng)區(qū)和堿液生成區(qū)，在反應(yīng)區(qū)填充石墨顆粒6，在酸液和堿液生成區(qū)填充導(dǎo)電顆粒3 ;在反應(yīng)區(qū)和酸堿液生成區(qū)底部布置曝氣管4，曝氣管4接入壓縮空氣，構(gòu)成了帶陰陽離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置。
[0013]本實用新型所描述的帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置用于處理有機廢水時，先在反應(yīng)區(qū)內(nèi)裝入廢水，在酸液或堿液生成區(qū)裝入自來水或生產(chǎn)工藝水，廢水需要沒過石墨顆粒和導(dǎo)電顆粒，啟動直流電源，調(diào)節(jié)電源電壓及壓縮空氣流量，處理一段時間后，反應(yīng)區(qū)的廢水和酸堿生成區(qū)的稀酸或稀堿可以倒出。
[0014]以下通過具體實施案例對本實用新型帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置在處理廢水中的應(yīng)用作進一步說明。
[0015]例1:以PVC板焊接成反應(yīng)器外殼，以石墨極板為陽極，石墨極板為陰極，球狀不銹鋼顆粒為導(dǎo)電顆粒，在兩極板中設(shè)置陰離子交換膜構(gòu)成帶陰離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置。在0.15mVh的空氣流量下，15V電壓下在反應(yīng)區(qū)投加COD為25000mg/L，TDS為40000mg/L的丙烯酸廢水5L，在堿液生成區(qū)投加自來水IL ;處理180分鐘，廢水COD去除率達到75%，TDS去除率為75%，堿液生成區(qū)產(chǎn)生濃度為9 %的稀燒堿溶液。
[0016]例2:以玻璃鋼制成反應(yīng)器外殼，以石墨極板為陽極，鈦板為陰極，石墨顆粒為導(dǎo)電顆粒，在兩極板中設(shè)置陽離子交換膜構(gòu)成帶陽離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置。在0.lm3/h的空氣流量下，20V電壓下在反應(yīng)區(qū)投加COD為15000mg/L，TDS為50000mg/L的硝基苯廢水5L，在酸生成區(qū)投加自來水IL ;處理120分鐘，廢水COD去除率達到65%，色度去除率達到85%，TDS去除率為70%，酸生成區(qū)產(chǎn)生濃度為8.5%的稀硝酸。
[0017]例3:以玻璃鋼制成反應(yīng)器外殼，以石墨極板為陽極，鈦板為陰極，石墨顆粒為導(dǎo)電顆粒，在兩極板中分別設(shè)置陽離子交換膜和陰離子交換膜構(gòu)成帶陰陽離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置。在0.25mVh的空氣流量下，25V電壓下在反應(yīng)區(qū)投加COD為20000mg/L, TDS為45000mg/L的CLT廢水5L，在酸堿生成區(qū)分別投加自來水IL ;處理240分鐘，廢水COD去除率達到70%，TDS去除率為85%，在酸液生成區(qū)產(chǎn)生濃度為10%的鹽酸，在堿液生成區(qū)產(chǎn)生濃度為12 %的稀燒堿溶液。
[0018]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置由反應(yīng)器外殼、陰陽極板、石墨顆粒、導(dǎo)電顆粒、曝氣管、離子交換膜及直流電源組成，其特征為離子交換膜將陰陽極板正對的空間分割為反應(yīng)區(qū)與酸液或堿液生成區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置，其特征在于在反應(yīng)區(qū)填充石墨顆粒，其外形可以為柱狀、球狀或扁球狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置，其特征在于在酸液或堿液生成區(qū)填充導(dǎo)電顆粒，導(dǎo)電顆粒為石墨顆粒，金屬顆粒或其他導(dǎo)電顆粒，其外形可以為柱狀、球狀或扁球狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶離子交換膜的三維電催化氧化污水處理裝置，其特征在于在反應(yīng)區(qū)與酸液或堿液生成區(qū)的底部設(shè)置曝氣管，曝氣強度為Γ6πι3/ Cm2.h)。
【文檔編號】C02F1/467GK204111384SQ201420486798
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】李明, 陳凱華, 潘建通, 趙嬙, 張雷 申請人:北京博匯特環(huán)?？萍加邢薰?br>