用于电镀废水处理的电催化氧化反应器

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2024-03-12 17:18:59

权利要求书： 1.一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，包括底座、角铁支架、电控箱、直流电源、一体槽、曝气搅拌装置、集气罩；所述底座上方设有角铁支架和一体槽；所述角铁支架上方设有直流电源和电控箱；所述一体槽上方设有集气罩；所述一体槽内设有曝气搅拌装置；所述一体槽包括pH调节槽和反应槽；所述反应槽内依次交替排布若干对阴极板和阳极板；所述阳极板与阴极板分别依次连接在所述直流电源正负极。

2.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述一体槽采用具有绝缘、耐腐蚀、耐酸碱特性的非金属材质制作。

3.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述pH调节槽和反应槽之间设有隔板，所述隔板上设有过流孔，所述过流孔连接过流管道至反应槽距底部100mm处；所述阳极板、阴极板的间隔空隙为100?200mm；所述阴极板采用阴极挡板块固定，所述阳极板通过反应槽一侧设置的阳极板卡槽固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述pH调节槽内设有pH计探头，所述电控箱内设有pH表。

5.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述pH调节槽上设有第一放空口，所述第一放空口设置在所述pH调节槽远离所述反应槽的一侧底部；所述反应槽上设有第二放空口，所述第二放空口设置在所述反应槽远离pH调节槽的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述集气罩包裹住整个所述电催化氧化反应器，集气罩上正对反应槽的位置设有风机，且所述电催化氧化反应器产生的废气仅能通过风机排出；所述集气罩侧面盖板下方设有进风百叶口。

7.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述曝气搅拌装置包括鼓风机、曝气主管。

8.根据权利要求1所述的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，所述阳极板采用耐氧化、耐析氯材质，所述阳极板设有开孔，开孔率大于等于75％；所述阴极板采用耐腐蚀性材质，开孔率大于等于50％。

说明书：一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器技术领域[0001] 本实用新型涉及一种电催化氧化反应器，更具体地说，是一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器。技术背景

[0002] 随着工业的不断发展，工业生产所带来的各类资源与环境问题也日益严峻，而工业废水处理已成为当前水污染控制的重点与难点。不同工业企业的外排尾水中所含主要污染物大有不同，产生了大量的复杂和难降解的有机污染物。目前的处理技术主要是生化处理法，但是其高浓度和复杂的特性使其难以进入生化处理系统，或者处理后仍不达标，需要结合其他的物理化学方法耦合处理。电催化氧化利用清洁的电能将水中的有机物矿化为氮气、二氧化碳和水，具有占地面积小、清洁高效和易于操作的优点，是目前广泛应用于工业废水处理的物理化学技术。[0003] 虽然目前已有很多成熟的电催化氧化反应器，但这些装置在运行过程中仍存在一些问题：（1）ZL2021205014646公开了一种电催化氧化反应器，该装置内设有电源、电极板及纳米气泡发生装置，利用电化学并结合空气纳米气泡的氧化实现难降解有机物的氧化降解。该反应器虽然能够实现废水高效处理，但其忽略了反应过程中会产生废气，且该反应器并未设置废气收集装置。同时，该反应器采用的纳米气泡发生装置相较于普通的曝气装置而言，虽然能够产生更好的处理效果，但是增加了装置的成本；（2）目前公开的电催化氧化反应器大多数采用的是普通阴阳极板，不具网状结构，因此电催化氧化效率较低。本文旨在发明一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，该装置在高效处理污染物的同时，还能有效解决电镀废水物化系统运行能耗高等问题。实用新型内容

[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，采用如下技术方案：[0005] 一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，其特征在于，包括底座、角铁支架、电控箱、直流电源、一体槽、曝气搅拌装置、集气罩；所述底座上方设有角铁支架和一体槽；所述角铁支架上方设有直流电源和电控箱；所述一体槽上方设有集气罩；所述一体槽内设有曝气搅拌装置；所述一体槽包括pH调节槽和反应槽；所述反应槽内依次交替排布若干对阴极板和阳极板；所述阳极板与阴极板分别依次连接在所述直流电源正负极。

[0006] 进一步地，所述一体槽采用绝缘、耐腐蚀、耐酸碱等特性非金属材质制作。[0007] 进一步地，所述pH调节槽和反应槽之间设有隔板，所述隔板上设有过流孔，所述过流孔连接过流管道至反应槽距底部100mm处；所述阳极板、阴极板的间隔空隙为100?200mm；所述阴极板采用阴极挡板块固定，所述阳极板通过反应槽一侧设置的阳极板卡槽固定。

[0008] 进一步地，所述pH调节槽内设有pH计探头，所述电控箱内设有pH表。[0009] 进一步地，所述pH调节槽上设有第一放空口，所述第一放空口设置在所述pH调节槽远离所述反应槽的一侧底部；所述反应槽上设有第二放空口，所述第二放空口设置在所述反应槽远离pH调节槽的一侧。[0010] 进一步地，所述集气罩包裹住整个所述电催化氧化反应器，集气罩上正对反应槽的位置设有风机，且所述电催化氧化反应器产生的废气仅能通过风机排出；所述集气罩侧面盖板下方设有进风百叶口。[0011] 进一步地，所述曝气搅拌装置包括鼓风机、曝气主管。[0012] 进一步地，所述阳极板采用耐氧化、耐析氯材质，所述阳极板设有开孔，开孔率大于等于75%；所述阴极板采用耐腐蚀性材质，开孔率大于等于50%。[0013] 相比于现有技术，本实用新型的优点在于：[0014] （1）本实用新型将集成电控系统、pH调整系统、破络反应系统、均匀搅拌系统、进水系统和废气收集系统集于一体，使得反应器操作简单便捷、运行成本低；[0015] （2）本实用新型无需额外添加药剂，通过电能催化反应，清洁节能生产，污泥产生量少；[0016] （3）本实用新型通过合理控制阴阳极板间距，控制不同电压和电流在反应槽内发生催化破络反应，充分降解废水中的重金属和氨氮等其他污染物，降低运行成本；[0017] （4）本实用新型为标准的一体化设备，可根据不同的废水处理量开发不同容积的反应器，提高废水处理负荷；[0018] （5）本实用新型配备的直流电源采用高频电源，采用超高频低饱和压降的大功率高电压IGBT，同时配备了EMI滤波处理器，减少了电网干扰，稳定了电流电压输出。相对传统低压工频电源可节约15%以上的能耗，在保证反应器的效果前提下，可大大降低能耗，减少运行成本。附图说明[0019] 图1为本实用新型的装置整体结构示意图，图2为本实用新型集气罩正面示意图，图3为本实用新型一体槽的内部结构示意图，图4为曝气搅拌系统示意图。[0020] 其中1?电控箱，2?直流电源，3?底座，4?一体槽，5?阴极板，6?阳极板，7?pH计探头，8?曝气搅拌系统，9?加酸管道，10?进水管道，11?集气罩，12?pH调节槽，13?反应槽，14?过流管道，15?阴极挡板块，16?阳极板卡槽，17?pH调节槽曝气支管，18?反应槽曝气支管，19?曝气主管，20?空气单向阀，21?鼓风机，22?角铁支架，23?万向轮，24?隔板，25?过流孔，

26?出水管道，27?风机，28?进风百叶口，29?第一放空口，30?第二放空口。

具体实施方式[0021] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。[0022] 如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提供的一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，该反应器包括电控箱1，直流电源2，底座3，一体槽4，阴极板5，阳极板6，pH计探头7，曝气搅拌装置8，加酸管道9，进水管道10，集气罩11，pH调节槽12，反应槽13，过流管道14，阴极挡板块15，阳极板卡槽16，pH调节槽曝气支管17，反应槽曝气支管18，曝气主管19，空气单向阀20，鼓风机21，角铁支架22，万向轮23，隔板24，过流孔25，出水管道26，风机27，进风百叶口28，第一放空口29，第二放空口30。

[0023] 该反应器包括底座3、角铁支架22、电控箱1、直流电源2、一体槽4、曝气搅拌装置8、集气罩11；所述底座3上方设有角铁支架22和一体槽4；所述角铁支架22上方设有直流电源2和电控箱1；所述一体槽上方设有集气罩11；所述一体槽4内设有曝气搅拌装置8；所述一体槽4包括pH调节槽12和反应槽13；所述反应槽13内依次交替排布若干对阴极板5和阳极板6；所述阳极板6与阴极板5分别依次连接在所述直流电源2正负极。

[0024] 所述一体槽4采用绝缘、耐腐蚀、耐酸碱等特性非金属材质制作；所述pH调节槽12和反应槽13之间设有隔板，所述隔板24上设有过流孔25，所述过流孔25连接过流管道14至反应槽13距底部100mm处；所述阳极板6、阴极板5的间隔空隙为100?200mm；所述阴极板5采用阴极挡板块15固定，所述阳极板5通过反应槽13一侧设置的阳极板卡槽16固定；所述pH调节槽12远离反应槽13的一侧与所述一体槽4外部连通设有进水管道10和加酸管道9；所述反应槽13远离pH调节槽12的一侧下部低于所述过流孔25（100?150mm）处设有与所述一体槽4外部连通的出水管道26；所述进水管道26上设有进水泵，所述加酸管道9上设有加酸泵；所述pH调节槽12内设有pH计探头7，所述电控箱1内设有pH表；所述曝气搅拌装置8包括鼓风机21、曝气主管19，所述曝气主管19上设有空气单向阀20，所述曝气主管19上还设有pH调节槽曝气支管17和若干个反应槽曝气支管18，所述pH调节槽曝气支管17设在pH调节槽12内，所述反应槽13内每一对阴极板5和阳极板6之间设有一条反应槽曝气支管18，反应槽曝气支管

18数依据阴极板5和阳极板6的对数而定；所述集气罩包裹住整个所述电催化氧化反应器，集气罩上正对反应槽的位置设有风机，且所述电催化氧化反应器产生的废气仅能通过风机排出；所述集气罩11侧面盖板下方设有进风百叶口28；所述pH调节槽12上设有第一放空口

29，所述第一放空口29设置在所述pH调节槽12远离所述反应槽13的一侧底部；所述反应槽

13上设有第二放空口30，所述第二放空口30设置在所述反应槽13远离pH调节槽12的一侧。

[0025] 装置的处理流程如下：电镀废水在进水泵的作用下经进水管道10至pH调节槽12内，与此同时，酸液在加酸泵的作用下经加酸管道9至pH调节槽12内，使得pH调节槽12的pH值维持在4?6范围内，pH计探头7在pH调节槽12内起到监测废水pH值的作用，根据pH计探头7监测的数值自动控制加酸系统的启停，其中pH调节槽7内还设有pH调节槽曝气支管17用于均匀混合酸液和电镀废水。混合后的电镀废水经过流管道14进入反应槽13，在反应槽13内阴极板5和阳极板6的作用下发生电催化氧化反应，同时为使电催化氧化反应能够充分进行，在每组阴极板5和阳极板6之间设有反应槽曝气支管18。在电催化氧化反应过程中产生的废气通过集气罩11密封统一收集，同时风机27将收集的废气输送至废气处理系统。反应槽13处理出水经出水管道26排出系统外。[0026] 现有多数电催化氧化反应器未设置废气统一收集装置，使得运行过程中产生的废气容易造成环境污染，且大多数采用的是普通阴阳极板，不具网状结构，因此电催化氧化效率较低。同时，现有电催化氧化反应器运行成本较高。本实用新型在高效处理污染物的同时，还能有效解决电镀废水物化系统运行能耗高等问题。实施例

[0027] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。[0028] 采用上述技术方案试制了一种用于电镀废水处理的电催化氧化反应器，如图1、图2、图3和图4所示，处理对象为电镀废水。

[0029] 该反应器包括电控箱1，直流电源2，底座3，一体槽4，阴极板5，阳极板6，pH计探头7，曝气搅拌系统8，加酸管道9，进水管道10，集气罩11，pH调节槽12，反应槽13，过流管道14，阴极挡板块15，阳极板卡槽16，pH调节槽曝气支管17，反应槽曝气支管18，曝气主管19，空气单向阀20，鼓风机21，角铁支架22，万向轮23，隔板24，过流孔25，出水管道26，风机27，进风百叶口28，第一放空口29，第二放空口30。

[0030] 该反应器包括底座3、角铁支架22、电控箱1、直流电源2、一体槽4、曝气搅拌装置8、集气罩11；所述底座3上方设有角铁支架22和一体槽4；所述角铁支架22上方设有直流电源2和电控箱1；所述一体槽上方设有集气罩11；所述一体槽4内设有曝气搅拌装置8；所述一体槽4包括pH调节槽12和反应槽13；所述反应槽13内依次交替排布若干对阴极板5和阳极板6；所述阳极板6与阴极板5分别依次连接在所述直流电源2正负极。

[0031] 所述一体槽4采用绝缘、耐腐蚀、耐酸碱等特性非金属材质制作；所述pH调节槽12和反应槽13之间设有隔板，所述隔板24上设有过流孔25，所述过流孔25连接过流管道14至反应槽13距底部100mm处；所述阳极板6、阴极板5的间隔空隙为100?200mm；所述阴极板5采用阴极挡板块15固定，所述阳极板5通过反应槽13一侧设置的阳极板卡槽16固定；所述pH调节槽12远离反应槽13的一侧与所述一体槽4外部连通设有进水管道10和加酸管道9；所述反应槽13远离pH调节槽12的一侧下部低于所述过流孔25（100?150mm）处设有与所述一体槽4外部连通的出水管道26；所述进水管道26上设有进水泵，所述加酸管道9上设有加酸泵；所述pH调节槽12内设有pH计探头7，所述电控箱1内设有pH表；所述曝气搅拌装置8包括鼓风机21、曝气主管19，所述曝气主管19上设有空气单向阀20，所述曝气主管19上还设有pH调节槽曝气支管17和若干个反应槽曝气支管18，所述pH调节槽曝气支管17设在pH调节槽12内，所述反应槽13内每一对阴极板5和阳极板6之间设有一条反应槽曝气支管18，反应槽曝气支管

18数依据阴极板5和阳极板6的对数而定；所述集气罩包裹住整个所述电催化氧化反应器，集气罩上正对反应槽的位置设有风机，且所述电催化氧化反应器产生的废气仅能通过风机排出；所述集气罩11侧面盖板下方设有进风百叶口28；所述pH调节槽12上设有第一放空口

29，所述第一放空口29设置在所述pH调节槽12远离所述反应槽13的一侧底部；所述反应槽

13上设有第二放空口30，所述第二放空口30设置在所述反应槽13远离pH调节槽12的一侧。

[0032] 使用本装置处理某电镀污水处理厂的碱性锌镍合金废水，进水流量为2t/h，控制pH调节槽的pH范围为5.5?6左右，反应槽内阴阳极板对数设置为40组，电源电流控制在DC7000A，风机出风量控制在1600m3/h，废水通过该反应器处理后，出水满足后端生化进水的水质要求，连续监测运行数据约三个月，出水各指标稳定达标，由此可见该反应器对电镀废水物化处理性能较好。[0033] 以上所述实施例仅用以说明本实用新型的一种实施方式，而非对其限制。应当指出的是：本领域的普通技术人员可对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的保护范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。