公布日：2022.04.22
申请日：2021.12.13
分类号：C02F1/46(2006.01)I;C02F1/467(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器及其使用方法；本发明包括一组串联的处理组件，处理组件的数量至少为一组，处理组件包括处理箱以及设置在处理箱上电催化组件、分散组件和循环组件，电催化组件包括阳极板、阴极板和沸石，分散组件包括定位板和超声波发生器，阳极板和阴极板的内部均设有电磁铁，所述电磁铁的表面电绝缘，所述电磁铁产生的磁场方向均沿横向，所述沸石内部均设有磁导体制成的内芯，循环组件包括循环管和特斯拉阀管；本发明能够有效地解决现有技术存在效率不佳和维护成本较高等问题。
权利要求书
1.一种用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于：包括一组串联的处理组件，所述处理组件的数量至少为一组，所述处理组件包括处理箱（1）以及设置在处理箱（1）上电催化组件、分散组件和循环组件。
2.根据权利要求1所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述处理箱（1）的外观整体上呈方形，所述处理箱（1）底部对称地设有一组支撑脚（2），所述处理箱（1）的顶部可拆卸且密封式地固定有与之匹配的箱盖（3），所述处理箱（1）靠近其底部的前端侧壁上对称地开设有一组进水孔，所述处理箱（1）靠近其底部的后端侧壁上对称地开设有一组进气孔，所述进水孔上均连接有进水管（4），所述进水管（4），所述进气孔中均可拆卸且密封式地穿接有曝气管（5），所述曝气管（5）均通过导气管（6）连接至曝气泵（7）的输出端。
3.根据权利要求2所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述处理箱（1）和箱盖（3）的内壁均设有电绝缘层（8），所述电绝缘层（8）的表面设有防腐蚀层（9）；所述曝气泵（7）的输入端还依次连接有分子筛制氧机（10）和高效空气过滤装置（11）；所述进水管（4）上均设有流量阀（12），所述曝气管（5）上均设有单向阀（13）。
4.根据权利要求2所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述箱盖（3）的中部贯穿有出水孔，上一级所述处理箱（1）上的箱盖（3）上的出水孔与下一级所述处理箱（1）上的进水管（4）之间通过转运管（14）连接，所述转运管（14）上还设有转运泵（15）；所述箱盖（3）的顶部还对称地设有一组排气管（16）。
5.根据权利要求1所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述电催化组件包括阳极板（17）、阴极板（18）和沸石（19），所述阳极板（17）和阴极板（18）在处理箱（1）内部呈等间距且交错式的分布，所述阳极板（17）和阴极板（18）的端部分别安装在处理箱（1）内壁上与之对应的安装座（20）上，所述沸石（19）投放在处理箱（1）内部。
6.根据权利要求1所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述分散组件包括定位板（21）和超声波发生器（22），所述处理箱（1）内部沿着横向均匀地分布有一组定位板（21），所述定位板（21）的数量加一等于阴极板（18）和阳极板（17）的数量之和，所述定位板（21）上端的板面上密布有超声波发生器（22），并且同一所述定位板（21）上所有超声波发生器（22）发出的声波在空间上进行叠加后产生沿着垂直方向均匀分布的驻波波节，并且所述驻波波节在定位板（21）长边方向也是均匀分布，所述驻波波节均处于相邻的阳极板（17）和阴极板（18）之间夹持的空间区域，并且每对相邻所述阳极板（17）和阴极板（18）之间的驻波波节的数量相同。
7.根据权利要求5所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述阳极板（17）和阴极板（18）的内部均设有电磁铁（23），所述电磁铁（23）的表面电绝缘，所述电磁铁（23）产生的磁场方向均沿横向，所述沸石（19）内部均设有磁导体制成的内芯（24）。
8.根据权利要求1所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述循环组件包括循环管（25）和特斯拉阀管（26），所述处理箱（1）横向两端的侧壁上均对称地设有一组循环管（25），所述循环管（25）上端的管口高于安装座（20）的上端，并且所述循环管（25）下端的管口低于安装座（20）的下端，所述循环管（25）上均设有特斯拉阀管（26），所述特斯拉阀管（26）的导通方向为从上至下。
9.根据权利要求8所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，其特征在于，所述处理箱（1）的内部还设有一对缓流板（27），在垂直方向上所述循环管（25）下端的管口和定位板（21）的下端之间设有一个缓流板（27），另一个所述缓流板（27）在垂直方向上设置在循环管（25）上端的管口和箱盖（3）之间，所述缓流板（27）上均密布有栅孔（28）。
10.根据权利要求1-9任一所述的用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在处理箱（1）内部投放适量的沸石（19），并盖上箱盖（3）；S2，紧接上述S1，通过进水管（4）将污水缓慢的注入处理箱（1）中；S3，紧接上述S2，通过曝气泵（7）向处理箱（1）中的污水进行曝气，从而提升处理箱（1）中污水的含氧量；S4，紧接上述S3，启动阳极板（17）、阴极板（18）和超声波发生器（22），从而让相邻的阴极板（18）和阳极板（17）之间形成单向的匀强电场，同时让超声波发生器（22）在污水处理箱（1）内部的空间中产生均匀分布的驻波波节；S5，紧接上述S4，曝气管（5）释放的气泡和污水向上流动时产生的合力将沸石（19）向上托起，当沸石（19）运动至驻波波节处时，沸石（19）会被困在驻波波节上，从而实现沸石（19）在处理箱（1）内部的空间中均匀地分布，然后沸石（19）在阳极板（17）和阴极板（18）之间的电场作用下带电而成为第三电极；S6，紧接上述S5，污水在富氧、电场和沸石（19）的共同作用下被充分反应，从而提升污水中有机物的降解效果；S7，紧接上述S6，污水在反应降解的过程中产生的气体以及曝气管（5）释放的气泡会从排气管（16）排出，同时位于电催化组件上方的污水会经过循环管（25）在处理箱（1）中进行循环流动；S8，紧接上述S6，处理箱（1）中经过净化的污水经箱盖（3）上的转运管（14）被转运至下一级的处理箱（1），下一级的处理箱（1）对污水的处理过程与上述S1-S7相同；S9，紧接上述S8，当污水完成净化后，将处理箱（1）之间分离，并将进水管（4）连接至收集池，并将转运管（14）连接至清水池；S10，紧接上述S9，通过转运管（14）向处理箱（1）中注入清水，然后启动电磁铁（23），从而在处理箱（1）内部产生变化的磁场，从而让沸石（19）在变化磁场的作用下对缓流板（27）、阳极板（17）和阴极板（18）的表面进行碰撞，从而将缓流板（27）、阳极板（17）、阴极板（18）和沸石（19）表面的化学沉垢砸除，并使化学沉垢破碎成尺寸小于栅孔（28）的微小颗粒；S11，紧接上述S10，通过进水管（4）将污水和化学沉垢排出至收集池。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器，包括一组串联的处理组件，所述处理组件的数量至少为一组，所述处理组件包括处理箱以及设置在处理箱上电催化组件、分散组件和循环组件。
更进一步地，所述处理箱的外观整体上呈方形，所述处理箱底部对称地设有一组支撑脚，所述处理箱的顶部可拆卸且密封式地固定有与之匹配的箱盖，所述处理箱靠近其底部的前端侧壁上对称地开设有一组进水孔，所述处理箱靠近其底部的后端侧壁上对称地开设有一组进气孔，所述进水孔上均连接有进水管，所述进水管，所述进气孔中均可拆卸且密封式地穿接有曝气管，所述曝气管均通过导气管连接至曝气泵的输出端。
更进一步地，所述处理箱和箱盖的内壁均设有电绝缘层，所述电绝缘层的表面设有防腐蚀层；所述曝气泵的输入端还依次连接有分子筛制氧机和高效空气过滤装置；所述进水管上均设有流量阀，所述曝气管上均设有单向阀。
更进一步地，所述箱盖的中部贯穿有出水孔，上一级所述处理箱上的箱盖上的出水孔与下一级所述处理箱上的进水管之间通过转运管连接，所述转运管上还设有转运泵；所述箱盖的顶部还对称地设有一组排气管。
更进一步地，所述电催化组件包括阳极板、阴极板和沸石，所述阳极板和阴极板在处理箱内部呈等间距且交错式的分布，所述阳极板和阴极板的端部分别安装在处理箱内壁上与之对应的安装座上，所述沸石投放在处理箱内部。
更进一步地，所述分散组件包括定位板和超声波发生器，所述处理箱内部沿着横向均匀地分布有一组定位板，所述定位板的数量加一等于阴极板和阳极板的数量之和，所述定位板上端的板面上密布有超声波发生器，并且同一所述定位板上所有超声波发生器发出的声波在空间上进行叠加后产生沿着垂直方向均匀分布的驻波波节，并且所述驻波波节在定位板长边方向也是均匀分布，所述驻波波节均处于相邻的阳极板和阴极板之间夹持的空间区域，并且每对相邻所述阳极板和阴极板之间的驻波波节的数量相同。
更进一步地，所述阳极板和阴极板的内部均设有电磁铁，所述电磁铁的表面电绝缘，所述电磁铁产生的磁场方向均沿横向，所述沸石内部均设有磁导体制成的内芯。
更进一步地，所述循环组件包括循环管和特斯拉阀管，所述处理箱横向两端的侧壁上均对称地设有一组循环管，所述循环管上端的管口高于安装座的上端，并且所述循环管下端的管口低于安装座的下端，所述循环管上均设有特斯拉阀管，所述特斯拉阀管的导通方向为从上至下。
更进一步地，所述处理箱的内部还设有一对缓流板，在垂直方向上所述循环管下端的管口和定位板的下端之间设有一个缓流板，另一个所述缓流板在垂直方向上设置在循环管上端的管口和箱盖之间，所述缓流板上均密布有栅孔。
一种用于降解污水的三维电极电催化氧化反应器的使用方法，包括以下步骤：S1，在处理箱内部投放适量的沸石，并盖上箱盖；S2，紧接上述S1，通过进水管将污水缓慢的注入处理箱中；S3，紧接上述S2，通过曝气泵向处理箱中的污水进行曝气，从而提升处理箱中污水的含氧量；S4，紧接上述S3，启动阳极板、阴极板和超声波发生器，从而让相邻的阴极板和阳极板之间形成单向的匀强电场，同时让超声波发生器在污水处理箱内部的空间中产生均匀分布的驻波波节；S5，紧接上述S4，曝气管释放的气泡和污水向上流动时产生的合力将沸石向上托起，当沸石运动至驻波波节处时，沸石会被困在驻波波节上，从而实现沸石在处理箱内部的空间中均匀地分布，然后沸石在阳极板和阴极板之间的电场作用下带电而成为第三电极；S6，紧接上述S5，污水在富氧、电场和沸石的共同作用下被充分反应，从而提升污水中有机物的降解效果；S7，紧接上述S6，污水在反应降解的过程中产生的气体以及曝气管释放的气泡会从排气管排出，同时位于电催化组件上方的污水会经过循环管在处理箱中进行循环流动；S8，紧接上述S6，处理箱中经过净化的污水经箱盖上的转运管被转运至下一级的处理箱，下一级的处理箱对污水的处理过程与上述S1-S7相同；S9，紧接上述S8，当污水完成净化后，将处理箱之间分离，并将进水管连接至收集池，并将转运管连接至清水池；S10，紧接上述S9，通过转运管向处理箱中注入清水，然后启动电磁铁，从而在处理箱内部产生变化的磁场，从而让沸石在变化磁场的作用下对缓流板、阳极板和阴极板的表面进行碰撞，从而将缓流板、阳极板、阴极板和沸石表面的化学沉垢砸除，并使化学沉垢破碎成尺寸小于栅孔的微小颗粒；S11，紧接上述S10，通过进水管将污水和化学沉垢排出至收集池。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于:1、本发明通过在处理箱内部设置电催化组件和分散组件，理箱靠近其底部的前端侧壁上对称地开设有一组进水孔，处理箱靠近其底部的后端侧壁上对称地开设有一组进气孔，进水孔上均连接有进水管，进水管，进气孔中均可拆卸且密封式地穿接有曝气管，曝气管均通过导气管连接至曝气泵的输出端，电催化组件包括阳极板、阴极板和沸石，阳极板和阴极板在处理箱内部呈等间距且交错式的分布，阳极板和阴极板的端部分别安装在处理箱内壁上与之对应的安装座上，沸石投放在处理箱内部，分散组件包括定位板和超声波发生器，定位板上端的板面上密布有超声波发生器，并且同一定位板上所有超声波发生器发出的声波在空间上进行叠加后产生沿着垂直方向均匀分布的驻波波节，并且驻波波节在定位板长边方向也是均匀分布，驻波波节均处于相邻的阳极板和阴极板之间夹持的空间区域，并且每对相邻阳极板和阴极板之间的驻波波节的数量相同的设计。
这样可以通过超声波发生器在处理箱内部的空间中形成均匀分布的驻波波节，曝气管释放的气泡和污水向上流动时产生的合力将沸石向上托起，当沸石运动至驻波波节处时，沸石会被困在驻波波节上，从而实现沸石在处理箱内部的空间中均匀地分布。
达到有效地提升本发明产品实际应用时处理污水效率的效果。
2、本发明通过在阳极板和阴极板的内部均设有电磁铁，电磁铁的表面电绝缘，电磁铁产生的磁场方向均沿横向，沸石内部均设有磁导体制成的内芯的设计。
这样当污水处理完毕后，通过转运管向处理箱中注入清水，然后启动电磁铁，从而在处理箱内部产生变化的磁场，从而让沸石在变化磁场的作用下对缓流板、阳极板和阴极板的表面进行碰撞，从而将缓流板、阳极板、阴极板和沸石表面的化学沉垢砸除，并使化学沉垢破碎成尺寸小于栅孔的微小颗粒，然后通过进水管将污水和化学沉垢排出至收集池，达到有效地降低本发明产品实际应用时维护成本的效果。
（发明人：李惠;李诚成;居朝乐;周莹）