[实用新型]上流式电催化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电化学和水污染控制技术领域，特别涉及一种应用电催化技术处理工业有机废水的上流式电催化反应器。

背景技术

水体污染是指一定量的污水、废水、各种废弃物等污染物质进入水域，超出了水体的自净和纳污能力，从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群落组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。造成水体污染的因素是多方面的：向水体排放未经过妥善处理的城市生活污水和工业废水；施用的化肥、农药及城市地面的污染物，被雨水冲刷，随地面径流进入水体；随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程而进入水体等。其中第一项是水体污染的主要因素。随着工业生产的发展和社会经济的繁荣，大量的工业废水和城市生活废水排入水体，水污染日益严重。

电催化技术是一种高效清洁的新型水处理技术，由于其具有能耗低、环境友好、选择性低等显著优点，得到了水处理领域的广泛的重视和深入研究。大量的深入研究表明:利用电催化技术不仅能够处理多种难降解有机污染物，同时具有很好的杀菌及抑菌活性，副产物少、毒害作用低。目前，基于钛基电极材料的电催化技术逐渐在水处理领域展现出了诱人的前景，并被认为是当前最具有开发前景的水处理技术。但由于目前对于电催化技术的开发还不够充分，目前以电催化进行水处理的工业化设施还比较简单，处理容易降解的有机污染废水尚可，但对于进水水质变化频繁，干扰因素多，难降解物含量高、水质指标要求苛刻的水处理操作，则暴露出目前的电催化反应器电能利用率低、可调节性差、灵活性不佳、安装费时费力、无法实现大规模处理等缺陷。为了改善电催化反应器对电能的利用效率，许多科学家和实验室都做了大量的研究。如何设计合理的反应器，以实现对电能的高效利用是目前电催化研究的热点和难点。

发明CN 1153736C提供了一种催化电解废水处理装置，是一种底部为V型，带有进气口进水口的电解装置。其进气口上部设置有一弧形气体导流板，可实现在气体导流作用下的催化剂定向流动，增加催化剂的利用率，降低反应的能耗。但该装置较为简单，不利于电催化过程中的工艺参数调节，且其设计的电催化过程中需要悬浮颗粒催化剂的参与，给后续的分离回收工作带来了困难。

发明CN 102205996A设计了一种分室电解废水装置，与本专利有相似之处，但其分式设计的目的是为了添加离子交换隔膜，以实现阴阳两极的完全分隔。由于离子交换膜的作用，电催化耗电量可显著降低。由多个电极板紧密排列组成的电极组，使得反应面积显著增加，提高了电解效率。但另一方面，离子交换膜的应用，使反应器成本大幅上升，同时离子交换膜容易堵塞、失活，因此，该反应器仅适用于水质较为清洁的电解水制氢等行业。

电催化反应器作为反应的主体设备，直接决定了催化反应的时空收率。因为反应器的材料、几何形状、进水出水位置设置等很多因素决定了电催化剂活性的发挥和对能源的利用等情况。所以，如何提高对催化剂利用率及使催化剂活性、稳定性得到最大发挥己成为反应器研制和开发的中心，也是环境水处理研究的重点之一。其次，目前电催化反应器的设计开发并无统一的评价标准和规范，模块化的设计可减少科技工作者的工作量，促进水处理技术发展，因此，亟待开发高效合理的新型电催化反应器。

实用新型内容

本实用新型是鉴于现有技术中存在的上述问题而做出的，其目的在于，提供一种可有效去除浮沫或浮渣等漂浮物、并且能够防止上升水流在阴阳两级反应区域之间返混、降低成本的上流式电催化反应器。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的第一技术方案的上流式电催化反应器，其特征在于，包括反应区和撇沫区，在所述反应区设有：多个平行设置的阳极形态稳定钛板和阴极不锈钢板，用于进行电催化操作；导流格栅，与所述阳极形态稳定钛板和所述阴极不锈钢板垂直设置；第一箕形汇水斗，设在所述导流格栅下部，用于收集电催化过程中产生的残渣或颗粒物；以及进水管，在所述箕形汇水斗的侧面开孔连接，在所述撇沫区设有撇沫刷，该撇沫刷被电机驱动而撇去浮沫或浮渣，所述撇沫区兼作第一静沉池。

通过在反应区设置导流格栅，使上升水流呈层流状态贴附于阴阳极板表面，避免了阴阳两极反应区域之间的返混，防止阳极氧化产物在阴极又再次被还原所带来的能量损失，该设计并未使用离子交换膜等昂贵的分离措施，从而同时最大限度地节约了成本。并且，通过设置撇沫区，使前反应区污水在电催化作用下产生的浮沫或浮渣等漂浮物可有效去除，防止其再次进入水体中影响出水水质。