[实用新型]一种活接式高通量电化学过滤反应器

说明书

本实用新型是一种活接式高通量电化学过滤反应器，该反应器的筒体(1)与支座(2)之间设有由碳纳米管膜电极(3)、绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)、绝缘隔层(6)组成的电化学过滤组件，筒体(1)与支座(2)通过密封部件(7)和带内螺纹筒套(8)以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件(4)位于筒体(1)旁，其伸出孔槽处通过密封圈(9)与带孔螺帽(10)采用螺纹固结密封。绝缘隔层将两层碳纳米管膜电极分开，两层绝缘刚性无机陶瓷膜片将电极和导电连接部件挤压紧密。本实用新型反应器采用螺纹活接的固结方式，结构简单、拆装方便、反应效率高。

技术领域

本发明是一种活接式高通量电化学过滤反应器，设计使污废水高流速垂直通过碳纳米管膜电极的高效电化学过滤反应器，尤其是活接式组装方式便于拆卸与安装。

背景技术

电化学氧化技术对于难生物降解和危险化学成分的污染物处理具有显著效果，并且效率高，操作方便，占地小，绿色安全，因此备受关注。

电极材料作为电化学反应器的核心，一直以来研究的重点，通常采用的传统电极有金属电极如Pb、Al等；碳素电极如金刚石、石墨等；金属氧化物电极如PbO₂、ZnO等；以及复合电极材料如硼掺杂金刚石电极。但是，这些材料电极也相应稳定性差，降解效率低，寿命短，工艺复杂，成本高昂等缺点。此外，这些电极一般属于二维平面材料或者材料比表面积较小，材料利用率和反应器效率比较低下。

比表面积大、孔隙率高、导电性强、稳定性好、机械强度高的网膜状电极材料碳纳米管(CNT)在研究中被采用，一些基于碳纳米管膜电极材料的电化学反应器也被开发。

但是CNT在作为电极材料使用时，若采用传统电化学反应器的搅拌方式，让水流呈平行态通过电极，而CNT三维空间结构的高比表面积特性得不到充分发挥。

当前研究中也有将反应器成水流垂直通过碳纳米管膜的电化学过滤反应器，但是由于碳纳米管膜是柔性材料，面对一定强度的水流冲击时易破损，而且采用如钢板一类的基底支撑，又降低了碳纳米管膜的使用面积。

在一些研究中采用兼顾透水性和刚性的材料作为基底支撑，如以PVDF材料作为支撑的5层(导电兼保护CNT-PVDF层、感应CNT电极层、绝缘PVDF分离层、感应CNT电极层以及导电兼保护CNT-PVDF层)膜结构电化学过滤反应器，采用机械压制手段制备，但也存在导电性较差、不易组装拆卸的缺点。

由于支撑材料的透水性，一些反应器存在过水通量小、导电效率低的缺点。

当反应电压较大时，还会产生积气现象造成反应器过水断面减小，降低使用效率。

此外，采用CNT作为电极材料的反应器在组装固定时多存在操作复杂，不易拆卸安装的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种活接式高通量电化学过滤反应器，该电化学过滤反应器是一种活接式组装、碳纳米管电极连接材料可以自由调整、密封效果好、使污废水高流速垂直通过碳纳米管膜的高效电化学过滤反应装置。

该装置在有效改善普通垂直流碳纳米管膜电化学过滤反应器的性能，提高污染物和碳纳米管膜的接触机会，提高反应效率，解决碳纳米管膜材料固定不牢、易损坏等问题的同时，更具有拆卸组装方便、密封效果好、结构简单、建造成本低、运行稳定等优点。

技术方案：本发明的一种活接式高通量电化学过滤反应器由筒体、支座、碳纳米管膜电极、导电连接部件、绝缘刚性无机陶瓷膜片、绝缘隔层、密封部件、带内螺纹筒套、以及电极连接部件密封固定用的密封圈与带孔螺帽组成；筒体与支座之间设有由碳纳米管膜电极、绝缘刚性无机陶瓷膜片、绝缘隔层组成的电化学过滤组件，筒体与支座通过密封部件和带内螺纹筒套以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件位于筒体旁，其伸出孔槽处通过密封圈与带孔螺帽采用螺纹固结密封。

其中：