申请日2016.04.25
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C02F1/46; C02F1/72
摘要
本发明公开一种用于污水处理的电催化氧化装置及方法，装置包括透明箱体，由下至上依次纵横交错布置于箱体内的多个电极组，每个电极组均包括水平平行设置的多个电极，每个电极均通过电极支架固定于箱体侧壁;箱体和电极之间还填充有填料，填料包括混合均匀的活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛;方法包括依次进行的调节pH、电催化氧化、活性炭过滤。本发明通过在箱体内设置活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛的混合填料，一方面提高了电催化氧化的电流效率，降低了电消耗，另一方面利用了铁酸镧的光敏性使可见光透过箱体照射，进而吸附、分解大分子有机物，而且实现了二氧化硅、二氧化钛与电催化氧化反应余热作用，加速污水中有机物矿化。
权利要求书
1.一种用于污水处理的电催化氧化装置，其特征在于，包括透明箱体，由下至上依次纵横交错布置于所述箱体内的多个电极组，每个所述电极组均包括水平平行设置的多个电极，每个所述电极均通过电极支架固定于所述箱体侧壁;其中，所述箱体和所述电极之间还填充有填料，所述填料包括混合均匀的活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的电催化氧化装置，其特征在于，按质量百分比计，所述填料包括40～60%活性炭、20～25%铁酸镧、20～35%二氧化硅与二氧化钛的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述电极支架包括分别用于固定所述电极两端的左固定机构和右固定机构，所述箱体侧壁上设置有与每个所述电极一一对应的左固定孔和右固定孔，所述左固定机构和右固定机构分别与所述左固定孔和右固定孔密封连接。
4.根据权利要求3所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述左固定机构包括外缘与所述左固定孔密封连接的左固定管及与所述左固定管螺纹配合的左密封部，所述右固定机构包括外缘与所述右固定孔密封连接的右固定管及与所述右固定管螺纹配合的右密封部，所述电极两端分别配合容置于所述左固定管和右固定管内。
5.根据权利要求4所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述左密封部一端设置有一盲孔，所述左固定管一端延伸至所述箱体内并形成一内径逐渐增大的锥形对接件、另一端与所述盲孔螺纹配合;其中，所述左密封部相对所述盲孔一端的端面上设置有一弹性装置，所述弹性装置抵接于所述箱体外壁。
6.根据权利要求4所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述右固定管一端延伸至所述箱体外并形成一锥形连接件，所述锥形连接件上同轴设置有一底部与所述右固定管连通的连接槽，所述右密封部一端面中部轴向向外延伸形成一与所述连接槽螺纹配合的凸起，所述凸起内同轴设置有一固定腔体，所述固定腔体一端延伸至所述右密封部内，且所述固定腔体靠近右密封部一端内置有一外接电源连接部件。
7.根据权利要求6所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述右密封部上对称设置有两个与所述固定腔体连通的卡孔，所述卡孔内设置有用于卡接延伸至所述固定腔体内的电极的螺栓。
8.根据权利要求6或7所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述连接槽底面和所述凸起自由端的端面设置为相配合的粗糙面。
9.根据权利要求1所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述箱体侧壁靠近底部对称设置有一入水口和一排泥口，所述箱体侧壁靠近顶部设置有出水口，所述入水口和所述出水口上均设置有溢流阀。
10.一种用于污水处理的电催化氧化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)调节污水pH至2～4，加入适量硫酸钠;
(2)将污水泵入内设有活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛的混合填料的电催化氧化箱体内，在可见光照射下进行电催化氧化反应;其中，按质量百分比计，所述填料包括40～60%活性炭、20～25%铁酸镧、20～35%二氧化硅与二氧化钛的混合物。
(3)将步骤(2)的污水通过至少两个活性炭过滤器过滤。
说明书
用于污水处理的电催化氧化装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术，尤其是涉及一种用于污水处理的电催化氧化装置及方法。
背景技术
电催化氧化技术是最近发展起来的一种处理有毒难降解污染物的极具应用前景的“绿色技术”，其基本原理是在常温常压下通过有催化活性的电极反应直接或间接产生羟基自由基，从而使难生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物，或是难降解的有机物转化成二氧化碳和水。
目前，用于污水处理的电催化氧化技术兼具氧化、还原、中和、凝聚、气浮等多种功能，可适用于多种难处理水质，可在常温常压下工作，能耗低，在处理过程中不添加任何药物，不产生新的污染物质，大幅度减少了污泥量，可以和其它工艺技术配合达到综合治理的目的，被称为环境友好型新技术。
尤其是近年来三维电极理论的出现大幅度提高了处理能力，进一步降低了能耗，显示出了强大的生命力。但是，多年来尽管各种学术论文，实验装置和小型工业化装置不断出现，但至今仍未大规模应用于工业化污水处理系统，究其原因，还是因为工业应用的基础理论、工艺水平、装置结构、造价成本、维护使用等诸方面尚未达到工业应用的要求。
有鉴于此，提供一种能耗低、高污水处理效率、便于实际工业应用的污水处理装置成为现阶段亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种用于污水处理的电催化氧化装置及方法，解决现有技术中电催化氧化装置能耗高、处理效率低下、实际应用难度大的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案一方面提供一种用于污水处理的电催化氧化装置，包括透明箱体，由下至上依次纵横交错布置于所述箱体内的多个电极组，每个所述电极组均包括水平平行设置的多个电极，每个所述电极均通过电极支架固定于所述箱体侧壁;其中，所述箱体和所述电极之间还填充有填料，所述填料包括混合均匀的活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛。
优选的，按质量百分比计，所述填料包括40～60%活性炭、20～25%铁酸镧、20～35%二氧化硅与二氧化钛的混合物。
优选的，所述电极支架包括分别用于固定所述电极两端的左固定机构和右固定机构，所述箱体侧壁上设置有与每个所述电极一一对应的左固定孔和右固定孔，所述左固定机构和右固定机构分别与所述左固定孔和右固定孔密封连接。
优选的，所述左固定机构包括外缘与所述左固定孔密封连接的左固定管及与所述左固定管螺纹配合的左密封部，所述右固定机构包括外缘与所述右固定孔密封连接的右固定管及与所述右固定管螺纹配合的右密封部，所述电极两端分别配合容置于所述左固定管和右固定管内。
优选的，所述左密封部一端设置有一盲孔，所述左固定管一端延伸至所述箱体内并形成一内径逐渐增大的锥形对接件、另一端与所述盲孔螺纹配合;其中，所述左密封部相对所述盲孔一端的端面上设置有一弹性装置，所述弹性装置抵接于所述箱体外壁。
优选的，所述右固定管一端延伸至所述箱体外并形成一锥形连接件，所述锥形连接件上同轴设置有一底部与所述右固定管连通的连接槽，所述右密封部一端面中部轴向向外延伸形成一与所述连接槽螺纹配合的凸起，所述凸起内同轴设置有一固定腔体，所述固定腔体一端延伸至所述右密封部内，且所述固定腔体靠近右密封部一端内置有一外接电源连接部件。
优选的，所述右密封部上对称设置有两个与所述固定腔体连通的卡孔，所述卡孔内设置有用于卡接延伸至所述固定腔体内的电极的螺栓。
优选的，所述连接槽底面和所述凸起自由端的端面设置为相配合的粗糙面。
优选的，所述箱体侧壁靠近底部对称设置有一入水口和一排泥口，所述箱体侧壁靠近顶部设置有出水口，所述入水口和所述出水口上均设置有溢流阀。
本发明另一方面还提供一种用于污水处理的电催化氧化方法，包括如下步骤：
(1)调节污水pH至2～4，加入适量硫酸钠;
(2)将污水泵入内设有活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛的混合填料的电催化氧化箱体内，在可见光照射下进行电催化氧化反应;其中，按质量百分比计，所述填料包括40～60%活性炭、20～25%铁酸镧、20～35%二氧化硅与二氧化钛的混合物。
(3)将步骤(2)的污水通过至少两个活性炭过滤器过滤。
与现有技术相比，本发明通过在箱体内设置活性炭、铁酸镧、二氧化硅、二氧化钛的混合填料，一方面提高了电催化氧化的电流效率，降低了电消耗，另一方面利用了铁酸镧的光敏性使可见光透过箱体照射，进而吸附、分解大分子有机物，而且实现了二氧化硅、二氧化钛与电催化氧化反应余热作用，加速污水中有机物矿化。