[发明专利]半导体功能材料协同三维电化学水处理装置

说明书

本发明涉及一种半导体功能材料协同三维电化学水处理装置，其技术特点是：在筒状外壳两端分别安装有端盖，筒状阳极同轴安装在筒状外壳内部，在筒状阳极内部填充有粒子电极；阴极棒一端安装在一侧端盖上，该阴极棒另一端设置在筒状阳极内；在另一侧端盖中央设有出水管并与筒状阳极内部相连通，在该出水管旁边设有进气管并与筒状阳极内部相连通；在筒状外壳侧壁上制有进水管，该进水管与筒状阳极及筒状外壳之间的空腔相连通；高压直流电源的两个输出端与阴极棒和筒状外壳相连接。本发明在筒体阳极内填充粒子电极，能够有效氧化降解废水中的有机污染物，大大提高对污染物质的去除效果，具有节能环保、成本低廉、处理能力强等特点。

技术领域

本发明属于水污染防治技术领域，尤其是一种半导体功能材料协同三维电化学水处理装置。

背景技术

目前，随着工农业的发展和人口的增加，生活、生产用水的需求量和废水排放量大幅增加，废水中含有的有毒有害物质对水体造成的污染也日趋严重。大量的工农业废水采用传统的生物方法处理达不到理想的效果，选择一种有效适用的处理方法已成为必然。电化学反应器是一种新型的水处理设备，其使用石墨电极、铂电极、铅基合金电极或二氧化铅电极等对水体进行处理，采用上述电极的电化学水处理设备不能有效氧化降解废水中的有机污染物，同时存在成本较高、处理效果低等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、处理效率高且成本低廉的半导体功能材料协同三维电化学水处理装置。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种半导体功能材料协同三维电化学水处理装置，包括筒状外壳、阴极棒、筒状阳极和高压直流电源，在筒状外壳两端分别安装有端盖，所述筒状阳极同轴安装在筒状外壳内部，筒状阳极与筒状外壳之间设有空腔，在筒状阳极内部填充有粒子电极；所述阴极棒一端安装在一侧端盖上，该阴极棒另一端设置在筒状阳极内；在另一侧端盖中央设有与筒状阳极内部相连通的出水管，在该出水管旁边设有与筒状阳极内部相连通的进气管；在筒状外壳侧壁上制有进水管，该进水管与筒状阳极及筒状外壳之间的空腔相连通，所述高压直流电源两个输出端分别与阴极棒和筒状外壳相连接。

进一步，所述粒子电极由表面镀有半导体功能材料的非金属球构成。

进一步，所述粒子电极直径为6-20mm。

进一步，所述阴极棒由圆柱形阴极主体构成，该阴极棒主体由具有高析氢电势的金属材料构成，在阴极棒主体一侧表面上制有外螺纹，该阴极棒主体通过外螺纹安装在螺纹紧固件和阴极绝缘子安装在一起并安装在一侧端盖上。

进一步，所述阴极绝缘子由阴极绝缘子主体构成，该阴极绝缘子主体采用聚四氟材质制成，在阴极绝缘子中央制有内螺纹。

进一步，所述筒状阳极由阳极外壳及两端的接口一体制成，在阳极外壳一侧表面上径向均布制有进水小孔。

进一步，所述筒状阳极采用具有良好电催化活性的半导体功能材料掺杂改性石墨材料制成。

进一步，所述阴极棒与筒状阳极的间距为30-50mm。

进一步，所述筒状外壳为圆筒状外壳，所述筒状阳极为圆筒状阳极。

进一步，所述高压直流电源的输出电压为DC0-20Kv，输出电流为DC0-50mA。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明在筒体阳极内填充粒子电极，通过粒子电极表面的半导体功能材料与阳极和阴极产生协同作用，使得电化学反应的传质过程得到了很大的改善，具有良好的化学和电化学稳定性，能够有效氧化降解废水中的有机污染物，大大提高对污染物质的去除效果，解决了传统电化学水处理技术耗电高、成本较高、处理效果低的技术难题。