[发明专利]一种离子电极及其制备方法和高压脉冲三维电极反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子电极，还涉及该离子电极的制备方法和使用该离子电极的高压脉冲三维电极反应器。离子电极包括均匀混合的醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠、羧甲基纤维素钠、氧化亚铜和二氧化锰，离子电极的制备方法包括将醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠采用溶胶—凝胶法混合，再与羧甲基纤维素钠、氧化亚铜和二氧化锰混合并制球的步骤，高压脉冲三维电极反应器包括反应器本体、主阳极、主阴极、离子电极、布水器和电源。

背景技术

随着工业的发展，水污染问题日益严重，特别是其中一些高COD（化学需氧量）、高浓度、高毒性的污水（如电镀废水、染印污水、制药污水等）的治理问题，日益为社会所重视。

现有处理高COD污水的办法有多种，大体可以分为生物法、物理化学法、电化学法等，其中电化学法由于对高COD污水处理效率较高而成为人们广泛关注的方法。电化学法又可以分为电催化氧化法、铁炭内电解法、超临界氧化法、电凝聚电气浮法等，但是，由于目前传统的电化学法存在COD去除效率相对较低，能耗较大等缺点，电化学法尚未得到广泛运用。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一在于，提供一种离子电极，用于电化学法处理高COD污水，提高除污效率，降低除污成本。

本发明要解决的技术问题之二在于，提供一种离子电极的制备方法，制备上述用于电化学法处理高COD污水的离子电极，提高除污效率，降低除污成本。

本发明要解决的技术问题之三在于，提供一种高压脉冲三维电极反应器，使用上述离子电极，采用电化学法处理高COD污水，提高除污效率，降低除污成本。

本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是：构造一种离子电极，呈小球状，其特征在于，包括均匀混合的醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠、羧甲基纤维素钠、氧化亚铜和二氧化锰，所述醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠、羧甲基纤维素钠、氧化亚铜、二氧化锰的组分重量百分比为：醋酸锌20%～30%、无水乙醇10%～30%、氢氧化钠5%～10%，羧甲基纤维素钠10%～15%、氧化亚铜15%～20%、二氧化锰15%～20%；

其中，所述醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠采用溶胶—凝胶法混合如下：

A1、取20%～30%醋酸锌加入10%～30%无水乙醇中，搅拌至醋酸铜完全溶解；

A2、在搅拌状态下缓慢加入5%～10%氢氧化钠，生产透明溶胶，静置30min～60min；

A3、将溶胶在烘箱中60℃～180℃烘烤12h～24h，成为干燥凝胶；干燥凝胶磨成粉末后与所述羧甲基纤维素钠、氧化亚铜和二氧化锰混合并制球得离子电极。

在本发明的离子电极中，所述离子电极的小球粒径大于等于4毫米、小于等于8毫米。

本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是：提供一种离子电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、取重量比20%～30%醋酸锌加入10%～30%无水乙醇中，搅拌至醋酸铜完全溶解；

S2、在搅拌状态下缓慢加入5%～10%氢氧化钠，生产透明溶胶，静置30min～60min；

S3、将溶胶在烘箱中60℃～180℃烘烤12h～24h，成为干燥凝胶；

S4、将干燥凝胶磨成粉末，与10%～15%羧羧甲基纤维素钠、15%～20%氧化亚铜、15%～20%二氧化锰混合均匀得到的混合粉料A，在混合粉料A中加入直径在0.2mm～3mm范围的粘土球芯并混合均匀，混合粉料A的重量百分比为50%～70%，粘土球芯的重量百分比为30%～50%，在不断喷入水雾的条件下旋转成球，成球直径4mm～8mm；

S5、将以上小球放入马弗炉中600℃～800℃煅烧2h～4h后，按如下程序降温：600℃～800℃保温1h～2h，400℃～600℃保温1h～2h，200℃～400℃保温1h～2h；

S6、将小球取出，自然冷却，得到离子电极。

本发明解决其技术问题之三所采用的技术方案是：提供一种高压脉冲三维电极反应器，其特征在于，包括反应器本体、设置在该反应器本体内相对两侧的主阳极和主阴极、分布于该反应器本体内的离子电极、设置于该反应器本体上部开口的布水器和连接该主阳极和主阴极的电源；

所述离子电极按如下方法制备而得：

S1、取重量比20%～30%醋酸锌加入10%～30%无水乙醇中，搅拌至醋酸铜完全溶解；

S2、在搅拌状态下缓慢加入5%～10%氢氧化钠，生产透明溶胶，静置30min～60min；

S3、将溶胶在烘箱中60℃～180℃烘烤12h～24h，成为干燥凝胶；