[实用新型]一种用于废水治理的多段异相三维电化学反应装置

说明书

本实用新型公开了一种用于废水治理的多段异相三维电化学反应装置，该装置为多段串联体系，每段包括被中间隔板分隔的至少两个反应室和一个布气排渣室，反应室内设置有垂直平行排列的电极板，电极板交替为正极和负极，并联连接至外置电源上。电极板之间填充负载催化剂的粒子电极。布气排渣室内设置曝气板、管或盘，通过气体管道连接外置的气体发生器，向反应器内提供氧化气体。布气排渣室下端设有排空口，定期进行泥渣清理及污水的排空。各反应室之间通过下端的布气排渣室实现水相的连通，各段反应器之间通过溢流口实现水相的联通。本实用新型结构简约并一体化，便于操作、维护和自动化控制，污水处理效率高、无需投加化学药剂、产泥量少。

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，涉及一种多段异相三维电化学反应装置。

背景技术

目前国内大量高浓度和难降解工业废水的治理问题成为环境领域亟待解决的重大课题，这些工业废水有机物浓度高，可生化性差，成分复杂，含有生物致毒物质，传统的物化和生化处理方法具有较大的局限性。

三维电化学技术是一种新型的高级氧化技术，是在传统的二维电化学反应器中填充粒子电极构成，具有处理效率高，水力停留时间短，占地面积少，废渣少，广谱适应性等优点，具有广阔的应用前景，成为目前国内外污染控制领域的研究热点之一。三维电化学的作用机理包括直接作用和间接作用。直接作用是在电极表面进行的电化学氧化和还原反应，电极表面既包括阴阳主电极表面，也包括所有粒子电极表面。众多的粒子电极极大增大了溶液与电极的接触面积，缩短了传质距离，提高了电流效率和污染物降解效果。

间接作用是指电场中引发的自由基链式反应，经过曝气溶解的氧气、阳极及粒子电极阳极端产生的氧气，在阴极和粒子电极阴极端还原生成氧化性极强的双氧水和羟基自由基，同时又在体系内电磁场及氧化还原电子对催化剂的作用下，产生大量氧化性极强的自由基，HO₂^-·，O·,H·,O₂^-·, O₃^-·等。这些自由基与废水中有机物反应，生成不稳定的有机物自由基R·等,从而引发大量的自由基链式反应，从而将有机污染物逐步彻底氧化分解为CO₂和H₂O。

目前三维电化学技术的实际工程应用还很少，设备投资高，运行费用高，没有成熟的设备和工艺。大规模运用三维电化学技术还需要在反应装置结构、粒子电极材料性质、催化剂种类性质、运行工艺条件等方面开展大量的基础研究工作和工程实践。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种结构简约、操作简单、易于维护和自动化控制，处理效率高、无需投加任何化学药剂、产泥量少、效率高的多段异相三维电化学反应装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于废水治理的多段异相三维电化学反应装置，特点是该装置包括：本体、外置电源及外置气体发生器，所述本体前端设置进水口，末端设置出水口，其内至少设置二段反应器，各段反应器相串联并通过溢流口实现邻段反应器之间水相的联通，其中：

每段反应器被中间隔板分隔为至少两个反应室，并通过下端的布气排渣室实现反应室间水相的联通；每个反应室至少设置两块垂直平行排列的电极板，各反应室电极板正极和负极交替设置，并联连接外置电源；电极板之间填充粒子电极，粒子电极置于带有筛孔的填料筐中或堆置于反应室底部的孔板上；布气排渣室内设有曝气板、管或盘，通过气体管道连接外置气体发生器，每段反应器下端设有排空口。

所述电极板为掺硼金刚石薄膜极板（BDD）、钛基过渡金属氧化物涂层电极（DSA）、不锈钢极板、石墨极板或合金极板中的一种。优选的，阳极采用掺硼金刚石薄膜电极（BDD）、钛基过渡金属氧化物涂层电极（DSA）中的一种；阴极采用不锈钢电极、石墨电极中的一种。