[发明专利]一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器

权利要求书

1.一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，包括长筒形的且竖向设置的壳体（1），壳体（1）内部为反应空间且壳体（1）上设置有和反应空间相连的进水口（2）和出水口（3），在壳体（1）的反应空间内部设置有电催化氧化组件，电催化氧化组件将进水口（2）到出水口（3）之间的反应空间隔开，其特征在于，所述电催化氧化组件包括螺旋卷绕设置的阳极电极层（11）以及与阳极电极层（11）间隔设置并螺旋卷绕设置于阳极电极层（11）外侧的阴极电极层（13），所述阳极电极层（11）和阴极电极层（13）均为网状结构，所述阴极电极层（13）与阳极电极层（11）距离处于二者之前能够产生电催化氧化反应的有效距离范围内，阴极电极层（13）连接有至壳体外的导线用于和直流电源（16）的负极相连，阳极电极层（11）连接有至壳体外的导线用于和直流电源（16）的正极相连，在壳体（1）上还设置有能够连通到阴极电极层（13）的填料口（6），所述阴极电极层（13）采用碳吸附氧化材料制成，便于吸附污水中的有机物，所述填料口（6）用于添加氧化剂，便于在通电条件下产生强氧化性物质去除阴极电极层（13）吸附的有机物，并避免对阴极电极层（13）碳吸附氧化材料的结构和表面官能团造成破坏，实现阴极电极层（13）的原位再生；

在位于电催化氧化组件竖向的上端和下端之间的壳体（1）的内壁上设置有至少一道沿壳体（1）的轴线方向呈螺旋状盘旋布置的螺旋凹槽（17）或螺旋凸起。

2.如权利要求1所述一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，其特征在于，进水口（2）位于壳体（1）的上端，出水口（3）位于壳体（1）的下端，在位于进水口（2）和出水口（3）之间的壳体（1）的内腔中还具有水平设置的且竖向间隔布置在壳体（1）上端的原水布水板（7）和下端的气态氧化剂布气板（8），上端的原水布水板（7）和下端的氧化剂布气板（8）上都均匀的设置有多个孔，在布气板（8）的中心连接有竖向延伸至出水口（3）外部的且与反应空间导通的短管（9），使得进水能够经过上端的布水板（7）后再螺旋向内经过电催化氧化组件后再经电催化氧化组件下端的布气板（8），进水经下端的布气板（8）后再由短管（9）排出。

3.如权利要求2所述一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，其特征在于，所述电催化氧化组件包括阳极电极层（11）、阴极电极层（13）、绝缘层（12）和支撑层（14），阴极电极层（13）和阳极电极层（11）之间设置有绝缘透水材料制得的绝缘层（12），所述绝缘层（12）呈螺旋卷绕设置并分布于阴极电极层（13）和阳极电极层（11）之间的螺旋通道内，所述支撑层（14）设置于阴极电极层（13）外侧并沿阴极电极层（13）的外轮廓线呈螺旋卷绕设置，所述绝缘层（12）和支撑层（14）均为三维网状或海绵状结构。

4.如权利要求3所述一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，其特征在于，在壳体（1）的中心位置沿壳体（1）的轴线方向设置有绝缘透水材料制得的空心芯轴（10），在芯轴（10）的外部设置有由阳极电极层（11）、绝缘层（12）、阴极电极层（13）和支撑层（14）四者共同复合并螺旋卷绕设置所构成的电催化氧化组件，在电催化氧化组件的外部还套设有圆筒形的固定层（15），固定层（15）为网状结构。

5.如权利要求4所述一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，其特征在于，上端的布水板（7）上的过水孔位于固定层（15）上端部对应区域的外部的位置，下端气态氧化剂布气板（8）上的过气孔位于支撑层（14）和绝缘层（12）下端部对应区域内的位置。

6.如权利要求3所述一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，其特征在于，所述绝缘层（12）为聚四氟乙烯材料、氧化铝材料、氧化锆材料或氧化钛及其复合材料制得的具有绝缘和透液功能的三维网状材料，所述支撑层（14）为绝缘透液材料制成的三维网状或海绵状膜层，且绝缘层（12）和支撑层（14）均有可透气通孔。

7.如权利要求3所述一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器，其特征在于，阴极电极层（13）为石墨材料、活性炭材料、碳纤维材料、碳纳米材料、石墨烯材料、炭气凝胶材料，其过滤孔径为0.001μm至50 mm。