申请日2016.07.26
公开(公告)日2016.12.28
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72
摘要
本实用新型公开了一种基于电化学的污水处理装置，包括槽体、前处理室、阴极室、阳极室、掺氮纳米金刚石阴极、掺硼纳米金刚石阳极、隔膜、水泵和直流电源;所述槽体内依次设有前处理室、阴极室和阳极室，所述掺氮纳米金刚石阴极固定于所述阴极室，所述掺硼纳米金刚石阳极固定于所述阳极室，两极分别通过导线与直流电源连接;所述掺硼纳米金刚石阳极和阴极室之间设有隔膜;所述前处理室设有进气管、出气管、第一进水口和第一出水口;所述阴极室设有第二进水口，所述阳极室设有第二出水口;所述水泵分别连接第一出水口和第二进水口。本实用新型利用前处理室，给污水预先加氧，并利用阴阳电极协同作用，提高污水处理效率，降低污水处理成本。
权利要求书
1.一种基于电化学的污水处理装置，其特征在于，包括槽体、前处理室、阴极室、阳极室、掺氮纳米金刚石阴极、掺硼纳米金刚石阳极、隔膜、水泵和直流电源;所述槽体内依次设有前处理室、阴极室和阳极室，所述掺氮纳米金刚石阴极固定于所述阴极室，所述掺硼纳米金刚石阳极固定于所述阳极室，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极分别通过导线与直流电源连接;所述掺硼纳米金刚石阳极和阴极室之间设有隔膜;所述前处理室一侧设有进气管，另一侧设有出气管;所述前处理室两侧还分别设有第一进水口和第一出水口;所述阴极室一侧设有第二进水口，所述阳极室一侧位于第二进水口的另一侧设有第二出水口;所述水泵分别连接第一出水口和第二进水口，所述水泵用于将预处理后的污水从第一出水口送入第二进水口。
2.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极的衬底为p型Si或Mo、Ta、Ti金属材料，所述掺氮纳米金刚石阴极的衬底面对掺硼纳米金刚石阳极一侧包覆一层掺氮纳米金刚石膜，另一侧连接导线且与污水隔离;所述掺硼纳米金刚石阳极的衬底面对掺氮纳米金刚石阴极一侧包覆一层掺硼纳米金刚石膜，另一侧连接导线且与污水隔离。
3.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极呈平板状。
4.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述掺硼纳米金刚石阳极和掺氮纳米金刚石阴极间距为0.2～6cm。
5.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述隔膜为固定于不锈钢框的棉布滤膜。
6.根据权利要求5所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述棉布滤膜的孔径为0.01～0.1微米。
7.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述槽体的材质为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述导线为铜导线。
9.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理装置，其特征在于，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极的数量分别为若干个，若干个所述掺氮纳米金刚石阴极之间并联，若干个所述掺硼纳米金刚石阳极之间并联。
说明书
一种基于电化学的污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及有机污水处理技术领域，尤其涉及一种基于电化学的污水处理装置。
背景技术
电催化氧化技术是最近新兴的有机污水处理技术，特别适合处理高浓度、难降解的有机污染物。与O3、H2O2、湿空气氧化以及超临界流体氧化等高级氧化技术相比,电催化氧化处理高浓度有机废水的方法更具经济性。但现有电化学污水处理装置仍存在一些降解效率低、电流效率低、能耗高、处理成本高的问题，故急需一种基于电化学的污水处理装置，解决上述技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种基于电化学的污水处理装置，解决上述技术问题。
本实用新型采用的技术手段如下：一种基于电化学的污水处理装置，包括槽体、前处理室、阴极室、阳极室、掺氮纳米金刚石阴极、掺硼纳米金刚石阳极、隔膜、水泵和直流电源;所述槽体内依次设有前处理室、阴极室和阳极室，所述掺氮纳米金刚石阴极固定于所述阴极室，所述掺硼纳米金刚石阳极固定于所述阳极室，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极分别通过导线与直流电源连接;所述掺硼纳米金刚石阳极和阴极室之间设有隔膜;所述前处理室一侧设有进气管，另一侧设有出气管;所述前处理室两侧还分别设有第一进水口和第一出水口;所述阴极室一侧设有第二进水口，所述阳极室一侧位于第二进水口的另一侧设有第二出水口;所述水泵分别连接第一出水口和第二进水口，所述水泵用于将预处理后的污水从第一出水口送入第二进水口。
优选地，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极的衬底为p型Si或Mo、Ta、Ti金属材料，所述掺氮纳米金刚石阴极的衬底面对掺硼纳米金刚石阳极一侧包覆一层掺氮纳米金刚石膜，另一侧连接导线且与污水隔离;所述掺硼纳米金刚石阳极的衬底面对掺氮纳米金刚石阴极一侧包覆一层掺硼纳米金刚石膜，另一侧连接导线且与污水隔离。
优选地，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极呈平板状。
优选地，所述掺硼纳米金刚石阳极和掺氮纳米金刚石阴极间距为0.2～6cm。
优选地，所述隔膜为固定于不锈钢框的棉布滤膜。
优选地，所述棉布滤膜的孔径为0.01～0.1微米。
优选地，所述槽体的材质为聚四氟乙烯。
优选地，所述导线为铜导线。
优选地，所述掺氮纳米金刚石阴极和掺硼纳米金刚石阳极的数量分别为若干个，若干个所述掺氮纳米金刚石阴极之间并联，若干个所述掺硼纳米金刚石阳极之间并联。
本实用新型的有益效果是，本实用新型利用前处理室，给污水预先加氧，并利用掺硼纳米金刚石阳极的氧化作用和掺氮纳米金刚石阴极的间接氧化作用即污水中的氧气在掺氮纳米金刚石阴极被还原生成羟基的氧化性，形成阴阳电极协同作用，加强污水的处理效果，提高电流效率;使得氧气易于在掺氮纳米金刚石阴极得到电子生成H2O2，H2O2具有较强的氧化性，可协助掺硼纳米金刚石阳极氧化降解水中的有机污染物，使污水处理效率得到提高;同时降低所述槽体的槽电压，提高电流效率，氧气还原掺氮纳米金刚石阴极与普通电极相比，氧化同样量的有机物电流用量可减少1/2，即电流效率极限值为200%，从而降低能耗，降低污水处理成本。另外，本实用新型装置简易，处理污水成本低。
