公布日：2024.06.25
申请日：2024.04.26
分类号：C02F1/72(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明涉及电催氧化装置技术领域，公开了一种用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，包括：氧化池内置催化液，其顶部设有多个图像检测模块，用于捕捉待催化物的图像信息。氧化池底部则装有声波探测模块，用以分析待催化物的结构。分析模块与这些模块相连，负责构建待催化物的三维模型，并与预设样本结构比对，从而获取相应的催化参数。此外，分析模块还依据三维模型与样本的比值调整催化参数。催化模块设在氧化池内，与电源连接，负责向池内释放电流。中控模块则与分析模块和催化模块相连，负责根据催化参数调控电流释放。本发明通过图像检测、声波探测、三维模型分析和电流催化等多种功能，实现了对复杂废水的高效处理。
权利要求书
1.一种用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，包括：氧化池，其中设置有催化液；图像检测模块，设置有若干，且若干所述图像检测模块沿所述氧化池的周向分别设置在所述氧化池的顶部，所述图像检测模块用于获取待催化物的图像信息；声波探测模块，设置在所述氧化池的底部，所述声波探测模块用于探测所述氧化池中的待催化物的结构；分析模块，分别与所述声波探测模块和若干图像检测模块电连接，所述分析模块用于根据所述待催化物的各图像信息以及所述待催化物的结构建立三维模型，所述分析模块还用于根据所述待催化物的结构与预设的样本结构之间进行匹配，并获取匹配成功后的所述样本的催化参数，所述分析模块还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数；催化模块，设置在所述氧化池的内部，所述催化模块一端与电源相连通，所述催化模块用于向所述氧化池内释放电流；中控模块，分别与所述分析模块和催化模块电连接，所述中控模块用于根据所述催化参数控制所述催化模块向所述氧化池释放电流。
2.如权利要求1所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述催化模块的电极材质为钛基纳米导电陶瓷。
3.如权利要求1所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析模块包括：获取单元，与数据库电连接，所述获取单元用于获取各种催化物结构，并根据各所述催化物的结构建立样本集；建模单元，分别与所述声波探测模块和若干图像检测模块电连接，所述建模单元用于根据所述待催化物的各图像信息以及所述待催化物的结构建立三维模型；分析单元，分别与所述建模单元和获取单元电连接，所述分析单元用于根据所述三维模型的结构与样本结构之间进行匹配，并获取匹配成功后的所述样本模型的催化参数，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数。
4.如权利要求3所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数时，包括：所述分析单元还用于获取所述三维模型的体积，并获取所述三维模型与所述样本之间的体积比值；所述分析单元还用于获取所述样本的催化参数，所述分析单元还用于根据所述体积比值对所述催化参数进行调整，并确定调整后的催化参数为所述催化物的催化参数。
5.如权利要求4所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析单元确定所述催化物的催化参数时包括：所述分析单元还用于获取所述催化液的实时ph值，并根据所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph之间的关系，判断是否对所述催化液的实时ph值进行调整；其中，当所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间不一致时，所述分析单元则根据所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间的关系，确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数；所述分析单元还用于根据所述酸碱调整系数与预设的酸碱调整系数阈值之间的关系，确定是否对氧化时间进行调整；当所述酸碱调整系数处于预设酸碱调整系数阈值时，所述分析单元则确定不对所述催化液的实时ph值进行调整，并根据所述酸碱调整系数与所述预设酸碱调整系数阈值之间的差值确定氧化时间；当所述酸碱调整系数不位于所述预设酸碱调整系数阈值时，所述分析单元则不对所述氧化时间进行调整，并根据所述酸碱调整系数对所述催化液的实时ph值进行调整。
6.如权利要求5所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析单元根据所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间的关系，确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数时，包括：所述分析单元还用于获取所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间的ph差值L，L＝l-l0，l为所述催化液的实时ph值，l0为所述催化参数的ph值；所述分析模块还用于根据所述ph差值L与预设的ph差值之间的关系，确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数；其中，所述分析单元配置有第一预设ph差值L1和第二预设ph差值L2，且L1＜L2；当L≤L1时，所述分析单元则确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数为N3；当L1＜L≤L2时，所述分析单元则确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数为N2；当L＞L2时，所述分析单元则确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数为N1；且，N1＜0＜N2＜N3。
7.如权利要求5所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数时，还包括：所述分析单元还用于获取所述催化物的表面实时电流密度，并根据所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的关系，判断是否对所述催化物的表面实时电流密度进行调节；其中，当所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间不一致时，所述分析单元则根据所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的关系，确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数；所述分析单元还用于根据所述密度调节系数与预设的密度调节系数阈值之间的关系，确定是否对所述氧化时间进行修正；当所述密度调节系数位于预设密度调节系数阈值时，所述分析单元则不对所述催化物的表面实时电流密度进行调节，并根据所述密度调节系数位于预设密度调节系数阈值之间的关系，修正所述氧化时间；当所述密度调节系数不位于所述预设密度调节系数阈值时，所述分析单元则不对所述氧化时间进行修正，并根据所述密度调节系数对所述催化物的表面实时电流密度进行调节。
8.如权利要求7所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析单元则根据所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的关系，确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数时，包括：所述分析单元还用于获取所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的密度差值K，K＝k-k0，k为所述实时电流密度，k0为所述催化参数的电流密度；所以分析单元还用于根据所述密度差值K与预设的密度差值之间的关系，确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数；其中，所述分析单元还配置有第一预设密度差值K1和第二预设密度差值K2，且K1＜K2；当K≤K1时，所述分析单元则确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数为M3；当K1＜K≤K2时，所述分析单元则确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数为M2；当K＞K2时，所述分析单元则确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数为M1；且，M1＜0＜M2＜M3。
9.如权利要求7所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数时，还包括：所述分析单元还用于获取所述催化模块释放电流的实时电压，并根据所述实时电压与所述催化参数的电压之间的关系，判断是否对所述催化模块释放电流的电压进行调正；其中，当所述实时电压与所述催化参数的电压之间不一致时，所述分析单元则根据所述实时电压与所述催化参数的电压之间的关系，确定所述催化模块的电压调正系数；所述分析单元还用于根据所述电压调正系数与预设的电压调正系数阈值之间的关系，确定是否对所述氧化时间进行校正；当所述电压调正系数位于预设电压调正系数阈值时，所述分析单元则不对所述催化模块的电压进行调正，并根据所述电压调正系数与所述预设电压调正系数阈值之间的关系，校正所述氧化时间；当所述电压调正系数不位于所述预设电压调正系数阈值时，所述分析单元则对不对所述氧化时间进行校正，并根据所述电压调正系数对所述催化模块的电压进行调正。
10.如权利要求9所述的用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，其特征在于，当所述实时电压与所述催化参数的电压之间不一致时，所述分析单元则根据所述实时电压与所述催化参数的电压之间的关系，确定所述催化模块的电压调正系数时，包括：所述分析单元还用于获取所述实时电压与所述催化参数的电压之间的电压差值J，J＝j-j0，j为所述实时电压，j0为所述催化参数的电压；所述分析单元还用于根据所述电压差值J与预设的电压差值之间的关系，确定所述催化模块的电压调正系数：其中，所述分析单元还配置有第一预设电压差值J1和第二预设电压差值J2，且J1＜J2；当J≤J1时，所述分析单元则确定所述催化模块的电压调正系数为B3；当J1＜J≤J2时，所述分析单元则确定所述催化模块的电压调正系数为B2；当J＞J2时，所述分析单元则确定所述催化模块的电压调正系数为B1；且，B1＜0＜B2＜B3。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，旨在解决当前技术中催化反应过程中催化效率低，催化稳定性差以及能耗和催化成本较高的问题。
本发明提出了一种用于电镀漂洗污水破络的基于钛基纳米导电陶瓷电催化氧化装置，包括：
氧化池，其中设置有催化液；
图像检测模块，设置有若干，且若干所述图像检测模块沿所述氧化池的周向分别设置在所述氧化池的顶部，所述图像检测模块用于获取待催化物的图像信息；
声波探测模块，设置在所述氧化池的底部，所述声波探测模块用于探测所述氧化池中的待催化物的结构；
分析模块，分别与所述声波探测模块和若干图像检测模块电连接，所述分析模块用于根据所述待催化物的各图像信息以及所述待催化物的结构建立三维模型，所述分析模块还用于根据所述待催化物的结构与预设的样本结构之间进行匹配，并获取匹配成功后的所述样本的催化参数，所述分析模块还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数；
催化模块，设置在所述氧化池的内部，所述催化模块一端与电源相连通，所述催化模块用于向所述氧化池内释放电流；
中控模块，分别与所述分析模块和催化模块电连接，所述中控模块用于根据所述催化参数控制所述催化模块向所述氧化池释放电流。
进一步的，所述催化模块的电极材质为钛基纳米导电陶瓷。
进一步的，所述分析模块包括：
获取单元，与数据库电连接，所述获取单元用于获取各种催化物结构，并根据各所述催化物的结构建立样本集；
建模单元，分别与所述声波探测模块和若干图像检测模块电连接，所述建模单元用于根据所述待催化物的各图像信息以及所述待催化物的结构建立三维模型；
分析单元，分别与所述建模单元和获取单元电连接，所述分析单元用于根据所述三维模型的结构与样本结构之间进行匹配，并获取匹配成功后的所述样本模型的催化参数，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数。
进一步的，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数时，包括：
所述分析单元还用于获取所述三维模型的体积，并获取所述三维模型与所述样本之间的体积比值；
所述分析单元还用于获取所述样本的催化参数，所述分析单元还用于根据所述体积比值对所述催化参数进行调整，并确定调整后的催化参数为所述催化物的催化参数。
进一步的，所述分析单元确定所述催化物的催化参数时包括：
所述分析单元还用于获取所述催化液的实时ph值，并根据所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph之间的关系，判断是否对所述催化液的实时ph值进行调整；
其中，当所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间不一致时，所述分析单元则根据所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间的关系，确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数；
所述分析单元还用于根据所述酸碱调整系数与预设的酸碱调整系数阈值之间的关系，确定是否对氧化时间进行调整；
当所述酸碱调整系数处于预设酸碱调整系数阈值时，所述分析单元则确定不对所述催化液的实时ph值进行调整，并根据所述酸碱调整系数与所述预设酸碱调整系数阈值之间的差值确定氧化时间；
当所述酸碱调整系数不位于所述预设酸碱调整系数阈值时，所述分析单元则不对所述氧化时间进行调整，并根据所述酸碱调整系数对所述催化液的实时ph值进行调整。
进一步的，所述分析单元根据所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间的关系，确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数时，包括：
所述分析单元还用于获取所述催化液的实时ph值与所述催化参数的ph值之间的ph差值L，L＝l-l0，l为所述催化液的实时ph值，l0为所述催化参数的ph值；
所述分析模块还用于根据所述ph差值L与预设的ph差值之间的关系，确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数；
其中，所述分析单元配置有第一预设ph差值L1和第二预设ph差值L2，且L1＜L2；
当L≤L1时，所述分析单元则确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数为N3；
当L1＜L≤L2时，所述分析单元则确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数为N2；
当L＞L2时，所述分析单元则确定所述催化液的实时ph值的酸碱调整系数为N1；
且，N1＜0＜N2＜N3。
进一步的，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数时，还包括：
所述分析单元还用于获取所述催化物的表面实时电流密度，并根据所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的关系，判断是否对所述催化物的表面实时电流密度进行调节；
其中，当所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间不一致时，所述分析单元则根据所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的关系，确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数；
所述分析单元还用于根据所述密度调节系数与预设的密度调节系数阈值之间的关系，确定是否对所述氧化时间进行修正；
当所述密度调节系数位于预设密度调节系数阈值时，所述分析单元则不对所述催化物的表面实时电流密度进行调节，并根据所述密度调节系数位于预设密度调节系数阈值之间的关系，修正所述氧化时间；
当所述密度调节系数不位于所述预设密度调节系数阈值时，所述分析单元则不对所述氧化时间进行修正，并根据所述密度调节系数对所述催化物的表面实时电流密度进行调节。
进一步的，所述分析单元则根据所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的关系，确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数时，包括：
所述分析单元还用于获取所述实时电流密度与所述催化参数的电流密度之间的密度差值K，K＝k-k0，k为所述实时电流密度，k0为所述催化参数的电流密度；
所以分析单元还用于根据所述密度差值K与预设的密度差值之间的关系，确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数；
其中，所述分析单元还配置有第一预设密度差值K1和第二预设密度差值K2，且K1＜K2；
当K≤K1时，所述分析单元则确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数为M3；
当K1＜K≤K2时，所述分析单元则确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数为M2；
当K＞K2时，所述分析单元则确定所述催化物的表面实时电流密度的密度调节系数为M1；
且，M1＜0＜M2＜M3。
进一步的，所述分析单元还用于根据所述三维模型与所述样本之间的比值，调整所述催化参数时，还包括：
所述分析单元还用于获取所述催化模块释放电流的实时电压，并根据所述实时电压与所述催化参数的电压之间的关系，判断是否对所述催化模块释放电流的电压进行调正；
其中，当所述实时电压与所述催化参数的电压之间不一致时，所述分析单元则根据所述实时电压与所述催化参数的电压之间的关系，确定所述催化模块的电压调正系数；
所述分析单元还用于根据所述电压调正系数与预设的电压调正系数阈值之间的关系，确定是否对所述氧化时间进行校正；
当所述电压调正系数位于预设电压调正系数阈值时，所述分析单元则不对所述催化模块的电压进行调正，并根据所述电压调正系数与所述预设电压调正系数阈值之间的关系，校正所述氧化时间；
当所述电压调正系数不位于所述预设电压调正系数阈值时，所述分析单元则对不对所述氧化时间进行校正，并根据所述电压调正系数对所述催化模块的电压进行调正。
进一步的，当所述实时电压与所述催化参数的电压之间不一致时，所述分析单元则根据所述实时电压与所述催化参数的电压之间的关系，确定所述催化模块的电压调正系数时，包括：
所述分析单元还用于获取所述实时电压与所述催化参数的电压之间的电压差值J，J＝j-j0，j为所述实时电压，j0为所述催化参数的电压；
所述分析单元还用于根据所述电压差值J与预设的电压差值之间的关系，确定所述催化模块的电压调正系数：
其中，所述分析单元还配置有第一预设电压差值J1和第二预设电压差值J2，且J1＜J2；
当J≤J1时，所述分析单元则确定所述催化模块的电压调正系数为B3；
当J1＜J≤J2时，所述分析单元则确定所述催化模块的电压调正系数为B2；
当J＞J2时，所述分析单元则确定所述催化模块的电压调正系数为B1；
且，B1＜0＜B2＜B3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过图像检测模块和声波探测模块，能够准确获取待催化物的图像信息和结构特征，从而实现对待处理物质的精准识别和分析，有效提高了处理的准确性和效率。其次，分析模块能够根据获取的图像信息和结构特征建立三维模型，并与预设样本结构进行匹配，进而获取相应的催化参数。这一过程不仅可以帮助优化催化反应的条件，提高催化效率，还能够实现针对不同待处理物质的个性化调控，从而最大限度地提高了处理效果和资源利用率。此外，催化模块的设置使得装置能够向氧化池内释放电流，实现催化反应。通过中控模块根据分析模块获取的催化参数来控制释放的电流，可以实现对催化反应的精确调控和优化，确保催化过程的稳定性和高效性。
进一步的，在本发明的实施例中，钛基纳米导电陶瓷材质被用作催化模块的电极。这种材质因其卓越的导电性能和化学稳定性，能够有效地催化电化学反应，从而提高催化效率和反应速率。此外，钛基纳米导电陶瓷拥有较大的比表面积和丰富的活性位点，这对于增强催化作用的活性和选择性至关重要，进而提升了废水处理的效果和质量。值得注意的是，钛基纳米导电陶瓷的制备工艺相对简单，成本较低，同时具备良好的耐腐蚀性和长期稳定性，这都有助于延长催化模块的使用寿命，降低维护成本。
（发明人：朱勤勇;朱永翔）