[发明专利]一种基于石墨烯的小流域电催化降解系统

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯的小流域电催化降解系统，设置在治理流域河道水面上的浮台单元、设置于治理流域河岸上的伏安电化学测试仪、设置于河岸上的可调式脉冲变频电源，以及安装于所述浮台单元中的电催化装置和电位检查容器；电催化装置通过密封电源线连接可调式脉冲变频电源，对水体中的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述电位检查容器，通过密封信号线与伏安电化学测试仪连接，配合伏安电化学测试仪完成水体的电位检测。本发明通过间隔孔柱将相邻的电催化单元隔开，提高了电催化装置的透水性能和催化效率，并设置了电位检查容器配合伏安电化学测试仪对水体进行电位检查，方便于对电催化降解过程进行实时监控。

技术领域

本发明涉及电化学催化降解，特别是涉及一种基于石墨烯的小流域电催化降解系统。

背景技术

现有水系统流域的生态功能和调节功能随着工业发展、人类活动、水资源短缺、水污染遭到严重破坏，形成黑臭水体污染。同时河道、流域因流动性强、处理面积广、无法集中收集处理等特点，导致目前未能有经济、实惠、长期有效的办法恢复水系统的生态功能和调节功能。目前用于主要截流清淤、光化学降解技术、生态修复技术。其中截流清淤成本昂贵，同时破坏原有生态系统，影响原有生态系统；光化学降解技术受关照限制，材料成本高；生态修复技术修复周期长，效果不明显；因此，目前电催化在水体中的应用得到广泛的研究，电催化材料在电场作用下，将水体中的溶解氧和水转化为氧化性超强的羟基自由基、超氧氢离子、过氧化物、原子氧以及超强还原性的原子氢等，羟基自由基、超氧氢离子、过氧化物、原子氧可以氧化有机物，将大分子有机物分解为小分子，再进一步矿化为二氧化碳、水和无机可溶盐类等，原子氢将水体中的非活波金属还原为单质态金属。

如专利申请号为201710814840.5的专利“镍基石墨烯场效应水体矿化装置”就利用了电催化技术对污水进行处理，具有能耗低，效率高、作用范围大的优势，但是该装置存在着透水性能和催化效率不足的问题；并且，目前的催化降解系统中，一般情况下并未对水体进行实时电位检测，导致工作人员难以判断水体的处理情况，不利于对电催化降解过程进行实时监控和有效调节。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于石墨烯的小流域电催化降解系统，具有透水性能好、催化效率高以及便于实时监控的优势。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于石墨烯的小流域电催化降解系统，包括：设置在治理流域河道水面上的浮台单元、设置于治理流域河岸上的伏安电化学测试仪、设置于河岸上的可调式脉冲变频电源，以及安装于所述浮台单元中的电催化装置和电位检查容器；

所述电催化装置，通过密封电源线连接河岸上的可调式脉冲变频电源，并在可调式脉冲变频电源的作用下，对治理流域水体的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述电位检查容器，通过密封信号线与伏安电化学测试仪连接，配合伏安电化学测试仪完成水体的电位检测。

进一步地，所述浮台单元由浮台外龙骨和浮台内龙骨焊接形成，所述浮台外龙骨和浮台内龙骨之间填充有泡沫浮筒，且浮台内龙骨底部设置有浮台连接卡扣；浮台内龙骨内设置有分隔框架，所述分隔框架将浮台内龙骨所围成的内部空间划分为若干个安装区域，所述电催化装置和电位检查容器设置于不同的安装区域内。

进一步地，所述电催化装置包括通过固定组件安装在浮台单元中，所述固定组件包括安装框架和绝缘格栅框架；

所述绝缘格栅框架由底面和侧面的五块绝缘格栅面板相互焊接形成，其整体呈长方体，且内部带有开口向上的容置空间，所述电催化装置设置于该容置空间内；

所述安装框架包括呈长方体的框架龙骨和焊接于框架龙骨顶部的四根角钢，所述四根角钢开口向外焊接后形成框架连接卡扣；所述安装框架的底部设置有至少一根支撑杆，所述安装框架的四个侧面上均设置有加强筋；