[实用新型]一体式颗粒材料电化学过滤电极

说明书

本实用新型是一种一体式颗粒材料电化学过滤电极，该一体式电极由电极容器1、颗粒电极层2、馈电极3、密封胶4及馈电极保护套5组成。电极容器1为无机微孔陶瓷材料，采用一体式中空结构，内部有一隔层将中空结构分为两层，每层空间在边壁上各开一装填孔6，通过装填孔装入颗粒电极材料，形成两层颗粒电极层2。两个馈电极3分别插入颗粒电极层2以实现向颗粒电极层2供电。装填孔6以密封胶4进行密封，馈电极3的外露部分通过馈电极保护套5加以保护。本实用新型的一体化电极具有颗粒电极材料不易流失、污染物向电极材料传质效果好、反应效率高的优点，且密封操作简单、拆卸组装方便、适于商业化推广应用。

技术领域

本发明是一种一体式颗粒材料电化学过滤电极，设计一种方便颗粒电极材料装填的空间立体过滤电极结构，将颗粒电极材料装填并密封其中，可使污废水强制高流速垂直通过，且颗粒电极材料不易流失、密封简单、使用方便，易于商业化推广利用。

背景技术

有毒有害污染物的排放造成了水体污染和生态环境破坏，并严重威胁到人们的健康。电化学方法可以非常有效地降解水中的各种污染物，无需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品，操作简单灵活，因而近年来备受关注。

传统的电化学反应器，多为二维结构系统，电极为平板型，水流平行流过电极表面，存在传质限制、电流效率低、单位体积处理能力低下等缺点。三维立体结构系统则有助于提高电流效率和单位体积处理能力等。

碳纳米管(CNT)具有非常高的比表面积、良好的化学稳定性、高导电性，可以制作成膜，因而具有三维空间结构，是电化学较好的电化学电极材料。当采用CNT作为电极材料时，因为水流和膜状电极材料垂直通过，因而叫做电化学过滤，通常采用二电极结构形式。但是碳纳米管膜非常脆弱，需要以其他支撑材料作为保护，反应器整体拆装密封等比较困难。实际使用过程中也存在电极材料固定不牢、易积气损坏等问题。更重要的是CNT材料本身为纳米材料，具有一定的生物毒性，当应用于饮用水处理时，则存在新的安全隐患。

三电极的三维立体结构反应器由阴极、阳极和第三电极构成。第三电极通常为颗粒型电极材料。当三维立体结构反应器采用流化床结构时，会存在电接触和电流分布不均匀等问题，致使装置运行不够稳定。采取固定床时，也会存在水力条件不均匀、传质限制等问题，颗粒电极材料较大比表面积的特性不能够很好地发挥，通常需要进行曝气或者磁力搅拌，以提高传质效果等。此外，还存在电极材料易于流失及回收等难题。

发明内容

技术问题：本发明目的是提供一种一体式颗粒材料电化学过滤电极。利用微孔陶瓷过滤材料，设计一种方便颗粒电极材料装填的空间立体过滤结构，其中装填颗粒电极材料，污废水能高流速垂直通过三维立体电极层，实现二电极的一体化。

该一体化电极具有颗粒电极材料不易流失，可提高污染物向电极材料传质效果，提高反应效率的优点，且密封操作简单、效果好，拆卸组装方便、运行稳定、适于商业化推广应用。

技术方案：本发明的一种一体式颗粒材料电化学过滤电极包括：

由电极容器、颗粒电极层、馈电极、密封胶及馈电极保护套组成。

其中：

所述的电极容器为一体式中空结构，内部有一隔层将中空结构分为两层，每层空间在边壁上各开一装填孔，且错位开孔；电极容器为无机微孔陶瓷材料，可以根据过滤装置断面形状，制成诸如圆筒结构、长方体结构。

所述的颗粒电极层由颗粒电极材料分别装填于电极容器的两层空间中形成，两个馈电极分别插入颗粒电极层以实现向颗粒电极层供电。

所述的电极容器上的装填孔以密封胶对其进行密封；密封胶为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂材料。

所述的L型馈电极为铜、钛或者不锈钢材料，两个馈电极伸出部分均以绝缘的馈电极保护套进行保护。