[实用新型]一种转盘式电Fenton反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转盘式电Fenton反应器，属于水处理技术领域。

背景技术

近年来，电Fenton氧化技术因为其处理高浓度难降解的有机反应液比较彻底，产物无毒无害，不产生二次污染越来越受到人们的关注。电Fenton法是指借助电化学法生成Fe²⁺和H₂O₂作为Fenton试剂的持续来源。Fenton试剂在反应过程中生成具有强氧化性且无选择性的羟基自由基·OH，它能将有机物分子结构破坏，使之生成小分子中间体或者将其完全矿化生成CO₂和H₂O。与传统Fenton反应相比，电Fenton法具有以下特点：处理成本低不需要再加入其他药品试剂；可以实现原位产生H₂O₂，避免了原料试剂在存储和运输过程中产生的危险；处理设备简单，处理周期短。

常见电Fenton法有阴极电Fenton法(EF-Fenton法)，牺牲阳极法(EF-Feox法)，Fe³⁺循环法(FSR法)，以及EF-Fere法。传统的电Fenton反应器通常由直流电源，阴极，阳极，电解池，曝气装置，搅拌装置以及外接电路组成。但是，现有电Fenton反应器存在一些不足，表现为以下几点：1)曝气效率不足，根据反应机理需要不断向电解液中充入空气，使O₂在阴极上捕获电子生成H₂O₂，普通压缩空气装置将氧气充入整个电解池中，而O₂在电解液中溶解度很小，充入其中的O₂大部分都无法参与反应而大量流失，造成曝气效率低。2)H₂O₂产生速率较慢，O₂需要在阴极表面捕获电子才能生成H₂O₂，传统的电Fenton反应器O₂在电解液中传质和扩散易受影响。不易使O₂在阴极表面大量存在，效率较低。3)耗能较大，反应过程中需要不断地曝气和搅拌以提高传质和扩散，使得整个反应器的耗能较大。4)pH的调节范围比较窄，FSR法中的pH操作范围为pH＜1，EF-Fere法的pH操作范围为pH＜2.5，易使反应器的处理效果受到影响。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种转盘式电Fenton反应器。

本实用新型的技术方案如下：

一种转盘式电Fenton反应器，包括电解反应池、石墨转盘电极、普通石墨电极、饱和甘汞参比电极、直流电机、联轴器、转动轴、导电圆环和隔板，其中，所述电解反应池设置为一顶部开口的中空容器，所述中空容器的器壁上设置有贯通器壁的两个通孔，所述两个通孔的中心处于同一水平线，其中一个通孔的正下方设置有固定连接器壁外表面的平台，所述直流电机设置安装在平台上，所述直流电机通过联轴器与转动轴的一端固定连接，所述转动轴的另一端依次穿过两个通孔后设置于导电圆环内，所述导电圆环与器壁外表面相连接，所述转动轴还与石墨转盘电极固定连接，所述石墨转盘电极设置在中空容器内；所述隔板上设置有固定孔，所述普通石墨电极和饱和甘汞参比电极分别固定连接铜棒，所述铜棒贯穿固定孔与隔板固定连为一体，所述隔板安装设置在中空容器的顶部，所述铜棒和导电圆环与外部的电化学工作站电连接，所述直流电机与外部的直流电源电连接。

根据本实用新型，优选的，所述直流电机为R260电机，工作电压为3-6V，最大转速为18000转/分钟。

根据本实用新型，优选的，所述隔板设置为一长方体，所述电解反应池的顶部设置有容纳隔板的凹槽。此设计的目的在于，将隔板嵌入电解反应池顶部的凹槽内，确保在电解反应过程中普通石墨电极和饱和甘汞参比电极的稳定性。

根据本实用新型，优选的，所述转动轴为铜质转动轴，所述转动轴的另一端与导电圆环摩擦接触。此设计中，导电圆环与转动轴相对运动，电机带动转动轴转动的过程中，导电圆环与外部电化学工作站电连接，导电圆环通过摩擦接触与转动轴进行导电。

根据本实用新型，优选的，所述电解反应池的底部边缘处设置为向外延伸的底座。

根据本实用新型，优选的，所述转动轴贯穿于石墨转盘电极的中心与石墨转盘电极固定连为一体。此设计的好处在于，可以保证石墨转盘电极最大的利用率，同时确保了搅拌效率，保证了反应液中四环素等物质在溶液中的传质。