[发明专利]一种新型纳米催化电解装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种运用于水处理的电解装置，特别是涉及一种以表面覆盖有纳米催化材料的钛电极为阳极的电解装置；电流荷载合理，分布有序，电效率高；电极表面反应物浓度保持在有效范围之中；阴极产生的氢气能及时有效排出，并形成较好的气浮效果；具自动清洗除垢特性的纳米催化电解装置。

背景技术

目前，水和废水的杀菌消毒、沉淀净化多采用化学方法和生化方法，在处理过程中需要添加大量的化学药剂并产生大量的污泥。如在自来水生产中，大多采用氯气或次氯酸钠对水体消毒，再经絮凝沉淀和过滤。废水处理时，通常加入絮凝剂进行絮凝反应后，进行沉淀或气浮分离，再经生化处理。虽然这种处理方法可以起到一定的作用，但是都存在运行成本较高、产生污泥量大、存在对环境造成二次污染等不足。此外，随着工业的发展、人们活动的加剧，对环境的污染日益严重，已严重威胁到社会的发展和人类的安全。环境污染主要包括废水污染、土壤污染、大气污染、噪声污染和电磁污染等。其中，废水污染尤其严重，已到了非治不可的地步。目前，治理废水的技术可分为物理处理法、物化处理法和生化处理化三大类。物理处理法主要是采用沉淀、过滤、浮选、蒸发等方法去除较大颗粒的杂质等。物化处理法主要是采用氧化还原、萃取、吸附、离子交换、混凝沉淀、中和、电渗析等方法去除细小悬浮物、胶体和水溶解物质，或者将有毒物质改性成为无毒物质。生化处理法主要是通过生物作用将废水中胶体的和溶解的有机物质分解破坏而分离去除，主要有厌氧、好氧、兼氧发酵等。

近年来，电化学处理是物化处理技术中发展较为活跃的废水处理技术，它主要是利用原电池原理或电解原理对废水进行处理。当前，有各种类型的电解装置，已应用于生活废水、工业有机废水、电镀废水、油田废水等的处理中。但是，现有的电解装置在运行过程中暴露出一些问题（1）电流荷载、分布不佳，电密度小，过电位高，工作电压较高，电流效率不高；（2）电极表面反应物浓度平衡难度大；（3）阴极产生的氢气排出气浮效果不佳，固液分离效果不理想，需要进行二次固液分离，处理工艺流程长；（4）电解机纳污结垢严重，大大降低处理效率，使用寿命短；（5）电极消耗大，电极材料污染水体，处理成本高。

中国专利CN1283595公开一种催化微电解装置，由筒体、充填活化了的铸铁屑活性炭和催化剂的床层、加料口、卸料口、进出水管、高压空气管等所构成。该装置在处理废水过程中具有催化、氧化还原、吸附、脱色、絮凝以及微滤等多种功能，可处理多种工业废水，效果好，装置的造价和运行费用低，操作方便，安全可靠。

中国专利CN101544415公开一种用于水相有机物分解的膨化床电解装置及处理工艺。装置包括电解槽、设置于电解槽内的阴阳电极和颗粒电极，以及循环水泵和电源，电解槽为圆筒状，阴极为圆筒状不锈钢网、沿电解槽的内壁与电解槽同轴设置，阳极为棒状Ti/SnO₂+Sb₂O₄复合电极、设置在所述电解槽轴心位置，颗粒电极为γ-Al₂O₃/SnO₂+Sb₂O₄球形颗粒催化电极、位于阴极和阳极之间形成的电解反应区；循环水泵通过设置在电解槽顶端和底部的出水管和进水管与电解反应区组成水循环系统。

发明内容

本发明提供一种新型纳米催化电解装置，其主要目的在于克服现有点解装置存在的上述各种问题。

本发明设有壳体，壳体内部通过上隔板、下隔板与封板分割成左右二室，左室为电解室，右室为气浮沉淀室；电解室壳体上边部设有进水口，进水口通过管道与废水进水管道连接，电解室底部设有排污口，排污口与排污管连接，电解室设有至少一个电解槽；电解槽四周采用工程塑料封闭，上下两端敞开，下端设有电解槽进水口，上端设有电解槽出水口，电解槽固定在封板上，电解槽内安装有电极，电极与封板之间留有160~200mm间隙，为气浮层，其它均密闭连接，电极极板间距间隙构成过水通道，电极包括阳极和阴极，阳极与直流电源的阳极联接，阴极与直流电源的阴极联接；气浮沉淀室壳体一边设有出水口、冲洗嘴、冲洗管，出水口通过管道与出水管道连接，冲洗嘴、冲洗管通过管道与冲洗泵管道连接，气浮沉淀室壳体上部设有排气排渣口，排气排渣口通过管道与排气管道连接。

所述壳体设有内层和外层，内层采用工程塑料内层，外层采用钢板外层。

所述每个电解槽出水口均设置一个用于电解槽冲洗的冲洗嘴。

所述装置设有受流量变化控制的自动清洗装置，当电解槽的流量小于设定值时，自动启动清洗开关，喷水冲洗。