脉冲三维电催化氧化废水处理装置

515 编辑：中冶有色技术网来源：江苏中车环保设备有限公司

2024-03-13 15:12:35

权利要求书： 1.一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，包括：反应槽，内部两端分别设置阳极板和阴极板，所诉阳极板和阴极板平行；

粒子电极，悬挂设置在所述阳极板和所述阴极板之间；

电源，为直流脉冲电源，所述电源的正极连接所述阳极板，所述电源的负极连接所述阴极板。

2.如权利要求1所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，还包括：曝气管，固定于所述反应槽内；所述曝气管轴向与所述阳极板和所述阴极板所在平面垂直。

3.如权利要求2所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述曝气管为多个，多个所述曝气管平行设置在所述反应槽内。

4.如权利要求1所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述反应槽靠近所述阳极板一侧的一端设置排污口和进水口，所述反应槽靠近所述阴极板一侧的一端设置出水口。

5.如权利要求4所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述进水口和所述出水口设置在所述反应槽上两对角处。

6.如权利要求1所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述粒子电极为多个，所述粒子电极包括圆柱状导电粒子和圆柱状绝缘粒子，所述圆柱状导电粒子和所述圆柱状绝缘粒子通过聚乙烯细绳交替连接。

7.如权利要求6所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，相邻所述粒子电极中所述圆柱状导电粒子和所述圆柱状绝缘粒子通过聚乙烯细绳交替连接的顺序颠倒。

8.如权利要求7所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述圆柱状绝缘粒子为软质聚乙烯，圆柱状导电粒子活性炭。

9.如权利要求1所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述阳极板为板状Ti/RuO2电极，所述阴极板为板状Ti电极。

10.如权利要求1所述的一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，其特征在于，所述反应槽材质为玻璃钢。

说明书：一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置技术领域[0001] 本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置。

背景技术[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

[0003] 随着有机电化学理论的深入发展，电化学法在处理有机废水方面的研究向前迈进一大步。电化学法处理有机废水具有反应快速、处理效果好、无需添加氧化剂、无二次污染

等优点，因此已逐步成为一种应用广泛的水处理技术。

[0004] 电催化氧化是电化学法中一种常用技术，该技术利用电极反应产生具有极强的氧化性的羟基自由基，通过与有机物发生加合、取代和电子转移等反应使有机物矿化或分解，

具有操作简单、去除效果好、无二次污染等优点，近年来备受关注。但其能耗大、电极效率低

严重阻碍了其广泛的工程应用。

实用新型内容

[0005] 本实用新型为了解决上述问题，提出了一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置。本实用新型可大大减少短路电流所占总电流比例的大小、大大提高电能的利用率、提高空

间利用率、减少材料量和处理装置的体积、减少耗能，还能改善三维载体的堵塞状态；本实

用新型可周期性的提供一个较强的电流，增强处理效果，减少能耗；本实用新型可使废水和

空气进行充分混合，提高废水中氧化物质的产生速率和产生量，增加废水处理的效率，还能

为系统提供外源氧气，在粒子电极表面通过电子还原反应产生过氧化氢，提高有机物的去

除率，同时也对粒子电极表面进行冲洗，防止电极之间的堵塞。

[0006] 根据一些实施例，本实用新型的一种方案提供了一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，采用如下技术方案：

[0007] 一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，包括：[0008] 反应槽，内部两端分别设置阳极板和阴极板，所诉阳极板和阴极板平行；[0009] 粒子电极，通过格栅盖板悬挂设置在所述阳极板和所述阴极板之间；[0010] 电源，为直流脉冲电源，所述电源的正极连接所述阳极板，所述电源的负极连接所述阴极板；

[0011] 曝气管，固定于所述反应槽内；所述曝气管轴向与所述阳极板和所述阴极板所在平面垂直。

[0012] 进一步的，所述曝气管为多个，多个所述曝气管平行设置在所述反应槽内。[0013] 进一步的，所述反应槽靠近所述阳极板一侧的一端设置排污口和进水口，所述反应槽靠近所述阴极板一侧的一端设置出水口。

[0014] 进一步的，所述进水口和所述出水口设置在所述反应槽上两对角处。[0015] 进一步的，所述粒子电极为多个，所述粒子电极包括圆柱状导电粒子和圆柱状绝缘粒子，所述圆柱状导电粒子和所述圆柱状绝缘粒子通过聚乙烯细绳交替连接。

[0016] 进一步的，相邻所述粒子电极中所述圆柱状导电粒子和所述圆柱状绝缘粒子通过聚乙烯细绳交替连接的顺序颠倒。

[0017] 进一步的，所述圆柱状绝缘粒子为软质聚乙烯，圆柱状导电粒子活性炭。[0018] 进一步的，所述阳极板为板状Ti/RuO2电极，所述阴极板为板状Ti电极。[0019] 进一步的，所述反应槽材质为玻璃钢。[0020] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：[0021] 1.本实用新型在阴、阳极之间悬挂了悬挂型粒子电极，形成三维电极，提高了液相传质效率和电流效率；与传统二维电极相比，三维电极的面积比大大增加，且粒子间距小，

大大提高了电流效率和有机物降解效果。

[0022] 2.本实用新型与传统的复极性三维电催化氧化相比，通过使用悬挂型粒子电极的方法，可大大减少短路电流所占总电流比例的大小，大大提高电能的利用率，提高空间利用

率，减少材料量和处理装置的体积，减少耗能，还能改善三维载体的堵塞状态。

[0023] 3.本实用新型通过直流脉冲电源的方式供电，可周期性的提供一个较强的电流，增强处理效果，减少能耗。

[0024] 4.本实用新型通过上中下部进行曝气，使废水和空气进行充分混合，提高废水中氧化物质的产生速率和产生量，增加废水处理的效率，还能为系统提供外源氧气，在粒子电

极表面通过电子还原反应产生过氧化氢，提高有机物的去除率，同时也对粒子电极表面进

行冲洗，防止电极之间的堵塞。

附图说明[0025] 构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限

定。

[0026] 图1是本实用新型的实施例1的结构示意图；[0027] 图2是本实用新型的实施例1的悬挂型粒子电极的结构示意图。[0028] 其中，1、排污口，2、曝气管，3、进水口，4、反应槽，5、阳极板，6、粒子电极，7、阴极板，8、出水口，9、直流脉冲电源，10、格栅盖板，11、圆柱状导电粒子，12、圆柱状绝缘粒子。

具体实施方式：

[0029] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。[0030] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术

人员通常理解的相同含义。

[0031] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数

形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或

“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0032] 在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙

述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或

元件，不能理解为对本实用新型的限制。

[0033] 本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相

连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中

的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

[0034] 实施例1：[0035] 如图1和图2所示，一种脉冲三维电催化氧化废水处理装置，包括反应槽4、阳极板5、阴极板7、进水口3、格栅盖板10、出水口8、排污口1、曝气2、电源9以及粒子电极6；所述反

应槽4内部左侧和右侧分别设有所述阳极板5和所述阴极板7，所述阳极板5与所述阴极板7

互相平行设置，且在所述阳极板5和所述阴极板7之间还设有平行悬挂的粒子电极6，粒子电

极6悬挂在反应槽4上端的悬挂格栅板10上成等距排列；所述曝气管2在所述阳极板5和所述

阴极板7的上中下部水平排列，与所述阳极板5和所述阴极板7所在平面互相垂直；所述进水

口3位于所述反应槽4的左侧面底部；所述排污口1也位于所述反应槽4的左侧面底部；所述

出水口8位于所述反应槽4的右侧面顶部；所述电源9接通所述阳极板5和所述阴极板7。

[0036] 在本实施中，所述电源9采用直流脉冲电源，所述直流脉冲电源可数字化控制；所述粒子电极6采用悬挂型粒子电极。

[0037] 废水由所述进水管3进入所述反应槽4，所述反应槽4材质为玻璃钢，外形为长方形，长度、宽度和高度比为1:1:(1.3—1.4)；在本实施例中，所述反应槽4的长为1m，宽为1m，

高为1.35m。所述反应槽4设有的所述阳极板5为板状Ti/RuO2电极，所述阴极板7为板状Ti电

极，中间悬挂的所述粒子电极6为圆柱状导电粒子11和圆柱状绝缘粒子12交替穿在聚乙烯

细绳上；相邻两所述粒子电极6间距为0.3—0.5cm；所述圆柱状导电粒子11为活性炭，所述

圆柱状绝缘粒子12为软质聚乙烯；所述悬挂粒子电极6相邻的粒子电极的圆柱状导电粒子

11和圆柱状绝缘粒子12交替穿在聚乙烯细绳上的顺序颠倒，相邻所述粒子电极6的间距

0.5cm，所述圆柱状导电粒子11和所述圆柱状绝缘粒子12的直径和高度分别为5:1和4:1，所

述圆柱状导电粒子11高16mm，直径16mm所述阴极板和所述阳极板间距为0.8m；所述反应槽4

上中下部设有所述曝气管2，所述曝气管2密度为所述反应槽4体积的20％，所述曝气管2材

质为不锈钢，均匀排列，所述曝气管2上间隔分布曝气孔，曝气孔径1.5mm，所述曝气管2上的

穿孔率5％；电解过的水通过所述出水口8流出所述反应槽4；通过所述电源9供电，可实现数

字化控制，脉冲放电可周期性的提供一个较高的电流，相同通电时间，对COD的去除率高于

直流供电去除率12％。

[0038] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则

之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

[0039] 上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领

域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范

围以内。