申请日2007.05.14
公开(公告)日2007.11.28
IPC分类号C02F1/461
摘要
一种用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，包括反应床体、循环过滤泵、气泵、电源及与电源连接的多孔金属馈电极和粒子电极，其特点是所述多孔金属馈电极至少为三片，其中至少有一多孔金属电极为可氧化分解废水中的有机物的活性电极，各多孔金属馈电极分别与电源的阴极和阳极连接并交替成蒸屉形排列于反应床体内，相邻的两多孔金属馈电极之间由耐腐蚀绝缘材料支撑固定并填充粒子电极。本发明由于采用由多片多孔金属馈电极阴阳交替排列组成立体电极并与粒子电极有机结合的结构，既可大大提高废水处理的效率，且本发明所述的装置占地少、投资省，操作简单，电极寿命长，运行稳定，处理费用及运行费用大大降低。
权利要求书
1、一种用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，包括反应床体(1)、 循环过滤泵(12)、气泵(13)、电源(7)及与电源连接的多孔金属馈电极和粒 子电极(6)，其中所述反应床体(1)设有用于加入待分解的有机废水的加料口 (3)、用于泵入空气的进气口(2)、用于泵入循环的废水的进水口(8)及排水 口(9)，所述循环过滤泵(12)分别与反应床体(1)的进水口(8)及排水口 (9)连接，所述气泵(13)与反应床体(1)的进气口(2)连接，所述多孔金 属馈电极分别与电源(7)的阴极和阳极连接并位于反应床体(1)内，所述粒 子电极(6)填充于所述多孔金属馈电极之间，其特征在于所述多孔金属馈电极 至少为三片，其中至少有一多孔金属电极为可氧化分解废水中的有机物的活性 电极，各多孔金属馈电极分别与电源的阴极和阳极连接形成至少两对阴极馈电 极(5)与阳极馈电极(4)，且阴极馈电极(5)和阳极馈电极(4)交替成蒸屉 形排列于反应床体(1)内，相邻的两多孔金属馈电极之间由耐腐蚀绝缘材料支 撑固定并填充粒子电极(6)。
2、根据权利要求1所述的用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，其 特征在于上述阳极馈电极(4)采用钛网或铬网或铁网或其它具有良好导电性能 和一定强度的金属作为基体材料，且其表面通过无缝涂覆和增加中间层的方式 涂覆有钌或铱或锰或铅或其它具有活性的过渡金属或贵金属的多元氧化物。
3、根据权利要求1所述的用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，其 特征在于上述阴极馈电极(5)由铁或镍或铬或其它具有良好导电性能和一定强 度的金属泡沫合金组成。
4、根据权利要求1所述的用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，其 特征在于上述粒子电极(6)为颗粒状电极，且其颗粒状的大小为1.0mm3～10mm3。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的用于有机废水处理的流化床三维电 极反应器，其特征在于上述相邻的多孔金属电极之间的粒子电极(6)的填充率 为30%～80%。
6、根据权利要求1或2或3或4所述的用于有机废水处理的流化床三维电 极反应器，其特征在于上述阴极馈电极(5)的电流密度为100～300A/m2，上述 阳极馈电极(4)的电流密度为800～1200A/m2。
7、根据权利要求1所述的用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，其 特征在于上述反应床体(1)与循环过滤泵(12)之间设有一过渡水槽(11)， 该过渡水槽(11)的进水口与反应床体(1)的排水口(9)连接，其出水口与 循环水泵(12)连接。
说明书
用于有机废水处理的流化床三维电极反应器
技术领域
本发明涉及一种利用电解氧化去除有机废水中有机物质的处理装置，特别 是涉及一种采用流化床三维电极技术提高COD的去除效率、适用于工业有机废 水处理的流化床三维电极反应器。
背景技术
许多工业生产过程中会产生大量含有机物的废水，这些废水如未经处理而 直接排放会对环境造成非常严重的危害，为此有机废水的治理已经成为现阶段 国内外环境保护技术领域亟待解决的一个难题。利用电解过程的化学反应，是 使工业污水中的有害杂质以转化形式去除的污水处理方法之一，目前在屠宰、 印染、制革、制药、化工等多种不同类型的有机废水中得到广泛的研究和应用。 而三维电极是在传统二维电解槽电极间装填粒状工作电极材料，在工作电极材 料表面能发生电化学反应，与二维电极相比，三维电极的面体比极大增加，且 因粒子间距小，物质传质效果得到极大改善，电解效率明显提高，因而适用于 该类废水的处理。其中Yves Michel Henuset等申请的用于废水处理的流态化电 化学反应器的美国专利(专利号6814840)主要是针对工业废水中难降解有机物， 采用多孔电极结构，利用多孔阳极的活性，降解废水中有机物成份。但其存在 着电极结构复杂、成本高和未能解决电极阻塞的问题。Yao-Hui Huang等申请的 利用电解氧化处理废水的方法的美国专利(专利号6126838)主要是利用加入化 学药剂及三维流态化电解的方法，在实验室主要解决高浓度有机废水降解。但 其由于加入了化学药剂而存在有处理的成本大为增加的问题。中国专利(专利 公开号CN 1358672A)公开了一种三维电极反应器及其用于处理有机废水的方法， 其主要是针对高浓度有机废水，采用电能激发粒子电极产生强氧化剂，而达到 分解废水中有机物的目的;但由于其粒子电极需产生强氧化剂，存在着在氧化 分解有机物的同时也氧化分解其本身的问题，使粒子电极的寿命特别短，无形 中也增加了处理废水的成本。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题的存在，提供一种结构简单、寿命长、成本 低、易操作、可连续高效地处理有机废水的流化床三维电极反应器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于有机废水处理的流化床三维电极反应器，包括反应床体、循环过 滤泵、气泵、电源及与电源连接的多孔金属馈电极和粒子电极，其中所述反应 床体设有用于加入待分解的有机废水的加料口、用于泵入空气的进气口、用于 泵入循环的废水的进水口及排水口，所述循环过滤泵分别与反应床体的进水口 及排水口连接，所述气泵与反应床体的进气口连接，所述多孔金属馈电极分别 与电源的阴极和阳极连接并位于反应床体内，所述粒子电极填充于所述多孔金 属馈电极之间，其特点是所述多孔金属馈电极至少为三片，其中至少有一多孔 金属电极为可氧化分解废水中的有机物的活性电极，各多孔金属馈电极分别与 电源的阴极和阳极连接形成至少两对阴极馈电极与阳极馈电极，且阴极馈电极 和阳极馈电极交替成蒸屉形排列于反应床体内，相邻的两多孔金属馈电极之间 由耐腐蚀绝缘材料支撑固定并填充粒子电极。
其中，为进一步保证上述多孔金属馈电极及粒子电极有足够强度来耐反向 水流冲洗并充分有效地提高水流的充分搅动而提高氧化活性和减少对水流的阻 力，进一步提高有机废水处理的效率，上述阳极馈电极采用钛网或铬网或铁网 或其它具有良好导电性能和一定强度的金属作为基体材料，且其表面通过无缝 涂覆和增加中间层的方式涂覆有钌或铱或锰或铅或其它具有活性的过渡金属或 贵金属的多元氧化物。
本发明由于采用由多片多孔金属馈电极阴阳交替排列组成立体电极并与粒 子电极有机结合的结构，既可大大提高废水处理的效率，可根据废水COD值的 实际情况来对所述反应器结构进行自由组合使用，其中并联可成倍增加废水的 处理量，串联可有效提高废水COD的去除率，从而实现废水中有机物连续降解 的目的，适用于多种工业有机废水的处理。而且由于采用泡沫合金作为阴极馈 电极，大大增加了其比表面积，有利于电极表面产生的活性物质与废水中的有 机物进行充分的接触，大大提高其传质效率。而在阳极馈电极表面采用引入中 间层的无缝涂覆工艺来涂覆具有活性的多元金属氧化物，不但提高了电极的氧 化活性，而且可大大提高电极的使用寿命，并可有效防止长期使用后发生的电 极阻塞现象。且本发明所述的装置占地少、投资省，操作简单，电极寿命长， 运行稳定，处理费用及运行费用大大降低。
