申请日2021.03.02
公开日期2021.11.26
IPC分类B01J23/889;C02F1/461;C02F101/16;C02F101/38;B01J35/10
摘要
本实用新型公开了一种电化学脱氮反应器，本实用新型包括电源和电解反应器，所述电解反应器内设有若干电极板，所述电极板分为阳极板和阴极板，且所述阳极板和阴极板相间分布，所述阳极板和阴极板分别和电源不同的输出端电性连接；所述阳极板和阴极板都为具有微孔结构的催化剂基质上负载有金属离子的催化电极。本实用新型具有成本低、高效、耐用的优点。本实用新型适用于处理含氮污水。
权利要求
1.一种电化学脱氮反应器，其特征在于：包括电源(1)和电解反应器(2)，所述电解反应器(2)内设有若干电极板(3)，所述电极板(3)分为阳极板(31)和阴极板(32)，且所述阳极板(31)和阴极板(32)相间分布，所述阳极板(31)和阴极板(32)分别和电源(1)不同的输出端电性连接；所述阳极板(31)和阴极板(32)都为具有微孔结构的催化剂基质上负载有金属离子的催化电极。
2.根据权利要求1所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：所述催化剂基质为活性炭，所述金属离子为Fe离子、Mn离子、或Zn离子。
3.根据权利要求1所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：所述电源(1)为能在一定时间内自动变更输出端正负极的可倒极电源。
4.根据权利要求1所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：所述电极板(3)设在电解反应器(2)内腔中部，且所述电极板(3)的上下端分别和电解反应器(2)的顶面和底面有一定的间隔，所述电极板(3)只在其上端设有上隔断(33)或者只在其下端设有延伸到电解反应器(2)底面的下隔断(34)，且只带上隔断(33)的电极板(3)和只带下隔断(34)的电极板(3)相间分布；所述电极板(3)、上隔断(33)、下隔断(34)、和电解反应器(2)内壁围成供废水流动的通道，且废水在该通道中流动时依次经过各个电极板(3)的正反面。
5.根据权利要求1所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：所述电解反应器(2)前端的上部设有供含氮废水进入的进水口(21)，所述电解反应器(2)后端的下部设有出水口(22)。
6.根据权利要求5所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：在所述进水口(21)和第一块电极板(3)之间设有用于缓冲从进水口(21)进入的废水的缓冲挡板(23)，所述缓冲挡板(23)上方延伸至电解反应器(2)顶面，且所述缓冲挡板(23)下方和电解反应器(2)底面之间设有供废水通过的开口。
7.根据权利要求6所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：在所述出水口(22)和最后一块电极板(3)之间设有出水堰板(24)，所述出水堰板(24)下端延伸至电解反应器(2)底面。
8.根据权利要求7所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：所述出水堰板(24)上端高度至少与电极板(3)的上端平齐。
9.根据权利要求1所述的一种电化学脱氮反应器，其特征在于：在所述电解反应器(2)底部设有若干能够将其内废水排空的排空管(25)，每个排空管(25)上设有排空阀门(26)。
说明书
一种电化学脱氮反应器
【技术领域】
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种电化学脱氮反应器。
【背景技术】
废水中的氮元素主要以无机氮和有机氮的形式存在，无机氮包括氨氮和硝氮，有机氮包括尿素、蛋白质、氨基酸，有机碱等含氮有机物。电化学脱氮反应法是除氮的一种重要方法，电化学脱氮方法一般不受反应物生物毒性的影响，可以作为高毒性有机物的有效处理方法，也可以作为生化方法的预处理，使有毒的大分子有机物转化为小分子有机物，有利于进一步的生化处理。基本原理是污染物被电极表面或是电场产生的自由基氧化而达到降解去除。
现有的电化学脱氮反应器，是将含有铵根离子和磷酸根离子的污水注入反应器，反应器中插入至少一组电极，每组电极均包括第一电极和第二电极，其中第一电极的材料是镁或镁合金，第二电极的材料是石墨、铂或钛基金属氧化物。但是这类反应器存在以下问题：1.电极使用密度较高金属材料，比表面积小，电极催化氧化效果不好，反应不彻底；2.污水与电极板的接触反应面积小；3.电源不可倒极，造成电极易被腐蚀，寿命低。
实用新型就是基于这种情况作出的。
【实用新型内容】
本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种成本低、高效、耐用的电化学脱氮反应器，该装置不受温度限制，无需预处理，操作简单，投资费用低，不需要外加化学试剂，可以避免过多的二次污染。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种电化学脱氮反应器，包括电源和电解反应器，所述电解反应器内设有若干电极板，所述电极板分为阳极板和阴极板，且所述阳极板和阴极板相间分布，所述阳极板和阴极板分别和电源不同的输出端电性连接；所述阳极板和阴极板都为具有微孔结构的催化剂基质上负载有金属离子的催化电极。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，所述催化剂基质为活性炭，所述金属离子为Fe离子、Mn离子、或Zn离子。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，所述电源为能在一定时间内自动变更输出端正负极的可倒极电源。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，所述电极板设在电解反应器内腔中部，且所述电极板的上下端分别和电解反应器的顶面和底面有一定的间隔，所述电极板只在其上端设有上隔断或者只在其下端设有延伸到电解反应器底面的下隔断，且只带上隔断的电极板和只带下隔断的电极板相间分布；所述电极板、上隔断、下隔断、和电解反应器内壁围成供废水流动的通道，且废水在该通道中流动时依次经过各个电极板的正反面。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，所述电解反应器前端的上部设有供含氮废水进入的进水口，所述电解反应器后端的下部设有出水口。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，在所述进水口和第一块电极板之间设有用于缓冲从进水口进入的废水的缓冲挡板，所述缓冲挡板上方延伸至电解反应器顶面，且所述缓冲挡板下方和电解反应器底面之间设有供废水通过的开口。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，在所述出水口和最后一块电极板之间设有出水堰板，所述出水堰板下端延伸至电解反应器底面。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，所述出水堰板上端高度至少与电极板的上端平齐。
如上所述的一种电化学脱氮反应器，在所述电解反应器底部设有若干能够将其内废水排空的排空管，每个排空管上设有排空阀门。
与现有技术相比，本实用新型有如下优点：
1.本实用新型所述阳极板和阴极板都为具有微孔结构的催化剂基质上负载有金属离子的催化电极。即所述催化剂基质具有发达的孔隙结构、较大的比表面积、丰富的表面化学基团、吸附能力较强，又在所述催化剂基质上吸附较多的金属离子，这就使得阳极板和阴极板比表面积大、和废水反应接触面积大、催化氧化反应效果好、反应彻底，因而使得脱氮反应速度快、效率高。
2.本实用新型所述电源隔一段时间就变更正负极，使得阳极板和阴极板交替处于高低电位，有利于缓解电极钝化，能有效减少水中杂质在电极上的析出、附着，提高电解效率及电极使用寿命。
3.本实用新型所述电极板、上隔断、下隔断、和电解反应器内壁围成通道使得废水只得沿此通道流向出水口，该通道包括了所有电极板的正面和反面，使得废水和电极板的接触面积增大，增大反应面积，提高反应速度；此外，废水在该狭长的通道中流过，一方面有缓冲作用，另一方面可以保证几乎所有的废水都能均匀的被催化氧化，有利于反应彻底。
（发明人：刘瑞龙; 欧少清; 梁玲燕）
