[发明专利]三相三维电化学反应器

说明书

技术领域

本发明涉及应用电能，波能或粒子辐射的设备，尤其涉及一种三相三维电化学反应器。

背景技术

为了社会经济发展的需要，近年来我国在石化、化纤、制药、农药及染料等各个化工行 业的生产规模不断扩大，伴随而来的废水产量也不断增加，并且化工行业的废水大多都属于 有毒有害难降解有机废水。目前这类废水的处理技术主要为混凝沉淀、气浮、高温氧化法、 湿式氧化法、芬顿氧化法、电化学降解法及微生物降解法等。这类废水可生化性差且含有抑 制微生物生长的有毒物质，从而不能够直接用生化法处理，需要先进行预处理以提高其可生 化性。而高温氧化法、湿式氧化法及芬顿氧化法等传统高级氧化技术能够有效的分解这类废 水中的难降解污染物，但是它们的废水处理成本通常很高。

电化学方法处理废水技术具有无须添加氧化剂、絮凝剂等化学药品，不产生二次污染， 设备体积小，占地面积少等优点，是一种“环境友好”的高级氧化技术。电化学处理技术中 最为成功的工艺技术为三相三维电化学反应器。它是在传统二维电解槽电极之间填装柱状、 粒状或者碎屑状工作电极材料，并使工作电极材料表面带电，称为第三极，以增大工作电极 的表面积，缩短反应物的迁移距离，提高电流效率。目前的三相三维电化学反应器主要利用 电催化氧化作用降解废水中的有毒难降解污染物以提高废水的可生化性或者对浓度较低的废 水进行深度处理。如果仅依靠电化学催化氧化作用完全矿化处理高浓度有机废水，需要消耗 大量的能源，从而导致废水处理成本的增高。传统的三相三维电化学反应器不适合用于完全 矿化处理高浓度难降解有机废水。

发明内容

本发明的目的是提供一种将微生物矿化作用和三相三维电化学作用耦合为一体的处理效 率高、电流效率高的三相三维电化学反应器。

本发明所提供的三相三维电化学反应器，包括电解槽，所述电解槽设有阳极电极、两个 阴极电极和工作电极，所述工作电极为导电的活性炭与经过绝缘处理的活性炭的混合物，导 电的活性炭与经过绝缘处理的活性炭质量比为1∶4～4∶1；所述工作电极负载微生物，形成生 物膜。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述电解槽内还设有多孔隔板和布气板，所述 布气板位于所述电解槽的底部且与进气管相连接，所述多孔隔板设置在所述布气板的上方。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述工作电极以流化床或者固定床的形式分布 于所述电解槽之中。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述电解槽侧壁的一侧上部设置有一个出水檐， 另一侧的下部设置有一个进水口。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：还包括进水调节池，所述进水调节池包括储水 池，插装于储水池中的机械搅拌器和pH值在线监测仪；所述储水池的顶部装有一个自动投加 器；所述储水池的池壁上部设置有废水进水口，所述储水池另一侧池壁的下部设置有出水口； 所述进水调节池的出水口与电解槽的进水口相连通。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述工作电极放置在所述多孔隔板上，所述阳 极电极、所述两个阴极电极平行交错插装于所述工作电极中。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述阴极电极和所述阳极电极的板间距为20～ 300mm。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述阴极电极和所述阳极电极的板间电流密度 为1-6mA/cm²。

本发明的三相三维电化学反应器，其中：所述阳极电极为板状、网状或泡沫状结构。

本发明的三相三维电化学反应器，采用导电的活性炭与经过绝缘处理的活性炭的混合物 作为工作电极，导电的活性炭与经过绝缘处理的活性炭质量比为1∶4～4∶1，工作电极负载微 生物，耦合了传统三相三维电化学反应器的电催化作用和微生物的矿化作用，并且反应器中 的电场能够强化微生物的矿化作用；三相三维电化学反应器氧化分解有机难降解污染物后产 生的生化性高的小分子物质能够快速的被反应器中的高活性微生物完全矿化；提高了传统的 三相三维电化学反应器的电流效率，降低了能耗，省去了后续生化处理装置的建设，能够快 速地处理高浓度有毒有害难降解有机废水，减少了占地面积，降低了污水处理成本。

附图说明

图1为本发明的三相三维电化学反应器结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1详细描述本发明的三相三维电化学反应器。