[发明专利]一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器

说明书

本发明公开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，壳体内部为反应空间且壳体上设置有和反应空间相连的进水口和出水口，在壳体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到出水口之间的反应空间隔开，所述电催化氧化组件包括阳极电极层、阴阳极绝缘层、阴极电极层和支撑层复合螺旋卷绕设置而成，所述阳极电极层和阴极电极层均为网状结构，所述阴极电极层与阳极电极层距离处于二者之间能够产生电催化反应的有效距离范围内，本发明的反应器结构有利于节省空间，扩大反应面积，提高气液多相传质效率，实现对水中污染物的高效、长效及低耗处理。

技术领域

本发明涉及吸附技术和电催化氧化水处理领域，特别是涉及一种螺旋卷绕式电化学水处理反应器。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，我国水环境受到了严重的污染，其中难降解的持久性的有机物污染尤为严重。波及到的饮用水水源中微量有机污染物问题也日益突出。而我国传统的水处理工艺对水源微量有机污染物的去除效果很差。水处理技术中对微量有机物的去除应用较多的有活性炭吸附法，膜过滤法，其中活性炭吸附法主要以填充的活性炭颗粒填充吸附为主，膜过滤法优于活性炭吸附过滤法，但也存在着再生困难等问题。

活性炭是一种优良的吸附材料，具有较大的比表面积和发达的空隙结构，对原水中的有机物杂质很好的截留效果，且不会造成环境的二次污染，无论在技术方面还是应用方面都应用广泛。活性炭的再生方法主要有热再生法、化学再生法、电化学法等，热再生法效率较高，但是活性炭损失较大，一般在5%到10%，化学再生法常常会造成环境的二次污染，电化学法应用较多，但是一次再生活性炭量较少。发明专利CN102652916A公开了一种活性炭再生装置及工艺，在装置中设置有阴阳电极板，中部填充有活性炭颗粒，通过通入的臭氧和电化学法联合使用矿化活性炭吸附的有机物，实现活性炭的再生。但是该方法中的阴阳电极板只是起到了导通电流的作用，同时活性炭颗粒的填充方式会产生接触电阻，对电流的利用效率较低，影响了活性炭的再生效果，同时填充大量的活性炭颗粒会造成装置体积过大，不利于推广，同时活性炭使用后的可替换性不好，易造成活性炭的浪费。发明专利CN103318990A公开了使用阴极催化臭氧和阴极活化过硫酸盐处理有机污染废水的方法，该方法将活性炭颗粒作为阴极，电化学催化臭氧联用去除有机杂质效果较好但是仍然是活性炭颗粒为主，同样存在上述问题。

膜技术是近年来发展起来的一种高分离、浓缩、提纯及净化的技术，因其无相变化、能耗低等优点被广泛的用在水污染控制等领域，相比活性炭颗粒而言更为稳定且具有良好的可替换性和应用性。然而在膜处理过程中，由于膜的长时间运行，水源中有机污染物会吸附或沉积在膜表面或膜孔内，同样会导致吸附效果的下降。发明专利CN101597096A公开了一种电催化膜反应处理装置，该装置将阳极作为催化膜和过滤膜的统一体，稳定性较好，且体积较小，但存在能耗较大，反应效率较低的缺陷。实用新型专利CN 205856075U公开了一种用于水处理的电催化膜反应器，将阴极作为催化膜和氧化再生膜，能提高膜清洗效率和水处理效率，但是，这类电催化膜反应器装置依靠膜的筛分，需要一定的过膜压差，反冲洗时间频繁，相对能耗较大。发明专利CN101143271A公开了一种卷式电极反应装置，通过将电极卷绕减小装置的体积，同时获得了较好的接触面积，但是该装置主要依靠电场力对带电的无机或有机粒子进行去除，为物理作用，对溶液中有机物无法降解，吸附饱和后需要将吸附层取出进行再生处理，无法实现吸附层的原位再生或对吸附有机物的同步降解。

因此，如何提供一种有利于气液（固）多相混合，反应更为充分高效，吸附和氧化能力强，能够对水中有机污染物进行深入矿化，同时实现原水净化和吸附材料再生的水处理装置，成为本领域需要解决的难题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种有利于气液固三相混合，反应更为充分高效，吸附和氧化能力强，能够对水中有机污染物进行深入矿化，同时实现原水净化和吸附材料再生的电化学水处理反应器。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：