申请日2012.02.24
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F101/30; C02F1/461
摘要
本发明提供了一种网板柱塞流电解装置以及利用该装置对有机废水进行处理的方法。所述网板柱塞流电解装置主要包括电解槽槽体，槽体两端设置有水流入口区和水流出口区，槽体内设置有阴极和阳极，所述阴极和阳极为网板式结构、沿槽体横截面方向放置，运行时水流通过所述阴极板和阳极板;所述阳极为网状的钛基镀层金属氧化物电极板，所述阴极为网状的铅或不锈钢电极板，所述阴极和阳极有多个，在槽体内交替均匀分布，阴极比阳极多一个。本发明的有益效果主要体现在：(1)小尺寸装置，电极间距小，电耗低;(2)废水流向与电极面垂直，过程连续稳定;(3)可采用其他新型的网板活性电极，具有很高的催化活性;(4)传质好，电解效率高。
权利要求书
1.一种网板柱塞流电解装置，主要包括管式电解槽槽体，槽体两端设置 有水流入口区和水流出口区，槽体内设置有阴极和阳极，其特征在于： 所述阴极和阳极为网板式结构、沿槽体横截面方向放置，运行时水流 通过所述阴极板和阳极板;所述阳极为网状的钛基镀层金属氧化物电 极板，所述阴极为网状的铅或不锈钢电极板;所述阴极和阳极有多个， 在槽体内交替均匀分布，阴极比阳极多一个。
2.如权利要求1所述的网板柱塞流电解装置，其特征在于所述阳极为网 状的Ti/PbO2电极。
3.如权利要求1所述的网板柱塞流电解装置，其特征在于所述阴极和阳 极之间间距为2～5cm。
4.如权利要求1所述的网板柱塞流电解装置，其特征在于所述管式电解 槽槽体可由多个直管或弯管形成串联结构。
5.利用权利要求1所述网板柱塞流电解装置处理有机废水的方法，所述 方法包括：将有机废水通入电解槽的入口区，电解条件为：电流密度 8～15mA/cm2，槽电压3～8V，常温下控制有机废水流经电解装置的时 间为30～60min，进行电解反应，处理后的废水由出口区排出。
说明书
一种网板柱塞流电解装置及用于处理有机废水的方法
(一)技术领域
本发明涉及一种网板柱塞流电解装置，以及利用该装置对有机废水进 行处理的方法。
(二)背景技术
工业有机废水处理一直是水污染控制领域的一个难题。电分解是除去 工业废水中有毒有害物质的一种有效方法，在制药、化工、印染等行业领 域得到广泛的研究和应用。柱塞流(又称管式或平推流)电化学反应器因 流经反应器的流体体积元呈活塞状平推移动，前后体积元不发生返混，各 体积元内物料组成反应时间相同，可实现单位能耗污染物转化率达到最大 值。现有柱塞流(或管式)电化学反应器的电极与水流向呈平行排列，受 反应器高长径比结构限制(通常，L/D=50∶1)，配套的电极(包括阳极 和阴极)需长条(筒)状，活性电极制作难度大，且筒状电极还存在面积 不一导致电流密度分布差异大的缺陷，因此该类反应器目前仍以试验研究 为主，难以工程化应用。
(三)发明内容
为了解决柱塞流反应器以上问题，推进柱塞流反应器工程应用，本发 明提出一种用于水相有机物分解的网板柱塞流电解装置，提供了一种小尺 寸、连续稳定、可有效去除水相有机物的网板柱塞流电解装置及其处理工 艺。
本发明采用的技术方案是：
一种网板柱塞流电解装置，主要包括管式电解槽槽体，槽体两端设置 有水流入口区和水流出口区，槽体内设置有阴极和阳极，其特征在于：所 述阴极和阳极为网板式结构、沿槽体横截面方向放置，运行时水流通过所 述阴极板和阳极板;所述阳极为网状的钛基镀层金属氧化物电极板，所述 阴极为网状的铅或不锈钢电极板;所述阴极和阳极有多个，在槽体内交替 均匀分布，阴极数目比阳极多一个(即两端均为阴极)。
优选的，所述阳极为网状的Ti/PbO2电极，所述电极在钛网上镀上具 有高析氧电位的二氧化铅涂层，网孔尺寸为5.0×12.5mm，Ti/PbO2电极制 作工艺已为本领域技术人员所熟知，具体在工程应用的Ti/PbO2电极可向 生产电极的厂商定制。
所述阴极和阳极之间间距为2～5cm。
所述管式电解槽槽体可由多个直管或弯管串联而成，需处理的有机物 废水可从一端电解槽的入口流入，穿过电解槽内的网板电极群，从最后一 个出口流出，完成电解处理工作，有机废水的处理过程可以连续。作为电 解槽的材料，推荐使用聚丙烯或聚氯乙烯材料。需要说明的是，工程应用 时，也可根据实际情况采用沟渠状，槽体采用混凝土制作，内部环氧树脂 防腐处理，其他结构与管式装置一样，电极仍为网状，与水流向垂直，沟 渠截面积最大值不宜超过1m2。
本发明所述的网板柱塞流电解装置基础是化工反应装置的管式反应 器，废水从电解装置的一端进入，从网状电极群的孔间穿过，一边流动一 边分解，从装置的另一端流出时已达到预定的净化率。与传统的管式电化 学反应器相比，本发明所述的反应器的网板电极与水流呈垂直放置，阴阳 极都采用网状电极，这种结构设计保证反应器柱塞流的同时解决了管式反 应器活性电极制作难度大及筒状电极因面积不一导致电流密度分布差异 大的工程化缺陷，在废水处理领域极具工程应用前景。
本发明还涉及利用所述网板柱塞流电解装置处理有机废水的方法，所 述方法包括：将有机废水通入电解槽的入口区，电解条件为：电流密度 8～15mA/cm2，槽电压5～8V(具体视废水导电率确定，但不宜过高，否 则能耗会很大)，常温下控制有机废水流经电解装置的时间为30～60min (即电解时间)，进行电解反应，处理后的废水由出口区排出。
本发明推荐所述的网板柱塞流电解装置由若干个电解槽串联而成，所 述的电解反应连续进行，控制有机废水从网板柱塞流电解装置的一端流入 到出口流出的流经时间是30～60min。
具体的，如废水为油墨生产废水，所述有机废水CODCr800～ 1000mg/L，色度6000倍，pH8.0～9.0。推荐电解条件为：电流密度10 mA/cm2，槽电压5V，水相温度常温，控制有机废水在电解装置内的滞留 时间在30～60min。
如废水为染料有机废水，所述废水CODC500～600mg/L，色度250～ 300倍，pH6.0～7.0。推荐电解条件为：电流密度10mA/cm2，槽电压3V， 水相温度常温，控制有机废水在电解装置内的滞留时间在30～60min。
本发明的网板柱塞流电解装置除具备柱塞流反应器一切特点外，电极 为网板式结构(不是圆筒状)，以实现水流垂直穿过。
本发明重点是一种网板柱塞流电解装置，对不同有机废水具有通用 性。该电解装置因改变了电极与水流向的排布，电极为小面积的网板式结 构，解决了现有柱塞流电化学反应器因高长径比需要配置长筒状电极的特 殊要求，有利于该反应器的工程化以及一些高性能电极的应用。
本发明的有益效果主要体现在：(1)小尺寸装置，电极间距小，电耗 低;(2)废水流向与电极面垂直，过程连续稳定;(3)可采用其他新型的 网板活性电极，具有很高的催化活性;(4)传质好，电解效率高。
