[发明专利]多功能临界多元催化电解成套装置

说明书

一、

本发明公开了一种多功能临界多元催化电解成套装置，适用于各种中高难度的工业污水净化预处理，这些污水包括日化、石化、焦化等工业废水；皮革、氰伦、苯酚、硝基苯及其衍生物类工业废水；普通医药废水；各种金属表面处理类废水、电镀废水、线路板废水；该催化电解成套装置也适用于较高难度的污水净化预处理，如含氰废水、康醛废水、农药废水、抗生素废水、酵母废水、各种高含氨氮废水、黄姜废水、苎麻废水、酒精废水、酱油废水。染料工业等废水；甲醛、丙酮等溶剂类化工废水。该成套装置也特别适用于酸性或者碱性的上述各类及未述及的各种工业废水，因为该成套装置在运行时，在净化废水中的污染物质时，通过定向的催化电化学作用，自动调整PH值，可将PH＝2.5～3.0调至PH＝6.5～7.0，将PH＝11～12.5调至7.0～8.0，而无需投加碱或者酸。该成套装置也适用于各种中低浓度工业污水净化预处理，包括印染，造纸，啤酒等工业废水。

二、

电解工艺处理各种工业废水，去除水中的有机污染物质和金属离子等是极为有效的工艺方法。上世纪50年代至今一直被广范应用。

最传统的电解工艺方法之一是在电解槽中安装双性电极板，如附图4所示(参见《电镀电镀三废处理技术》一书(国防工业出版社，2002年4月第一版)，第154页，图1-12双性电极开放型电解槽)。该电解装置由电解槽(101)，正电源极板(102)，负电原极板(103)，进原水多孔配水管(104)，双性电极板组(105)，多孔集水出水管(106)等所组成。双性电极板组(105)安装在正、负电源极板(102)、(103)之间。正、负电源极板(102)、(103)分别与外电源正、负极相连接。原水从进原水多孔配水管(104)进入电解槽(101)底部，向上流入双性电极板组(105)，从双性电极板组(105)之间的间隙穿过，被电解处理后，由多孔集水出水管(106)收集流出电解槽。最传统的电解糟(101)内双性电极板组(105)由多块钢质电极板(107)组成。正、负电源极板(102)、(103)也是用钢板或石墨板做成。钢质电极板(107)之间的间隙为10～15mm。运行时正负电源极板(102)、(103)通以直流电压，所有双性电极板(107)都产生感应电势Un，Un＝U/N，U为外加直流电压；N为正负电源极板(102)、(103)、双性电极板(107)总数-1。各两块双性电极板(107)之间的电流为：In＝Un/Rn。Rn为两块双性电极板(107)之间的电阻。电阻R与水的电导率η成反比，与电极板之间的间距δ成正比，与电极板(107)的表面积Fn成反比。

U＝R·I  -------------------------------------1-1

R = K · δ Fn · η ]]>

U：电压，

R：电阻，

I：电流，

η：电导率，

δ：两电极板间间距，

Fn：电极板表面积，

K：系数。

电流的产生标志着阳极表面正发生氧化反应，同时，阴极表面发生还原反应，水体中各种反应产物呈离子状态的会向相反电极板移动形成电流，呈气体状态的会逸出水体或溶于水体。而产物的总量与电流成正比：

Q＝I/F    -----------------------------------------1-2

Q：电解产物产量，

I：电流，

F：法拉弟常数。

当所有电极之间通过电量的总和为一个法拉弟电量时，产物的总和就为1克当量。

电解消耗功率为：W＝U·I  -------------------------1-3