一種三維電極協同紫外光催化反應器的制造方法
【專利摘要】一種三維電極協同紫外光催化反應器，其組成包括紫外燈、電解槽、電極極板、粒子電極、直流穩壓電源、曝氣管、轉子流量計、空氣壓縮機；在紫外燈照射下，直流穩壓電源提供電壓，石墨電極做陽極，鈦板做陰極，顆粒活性炭為粒子電極，曝氣管進行曝氣；與傳統二維電極相比三維電極增加了工作電極表面積，減小了反應物遷移的距離，提高了電解效率，并且在紫外光源的光催化作用下可以大大提高廢水處理效率。上述三維電極協同紫外光催化反應器將三維電極法處理技術進行改善,充分發揮了三維電極本身具有的優勢,結合紫外光催化作用,使其形成協同效應,從而使該技術的實用性得到提高,擁有一個更加廣闊的發展空間。
【專利說明】
一種三維電極協同紫外光催化反應器
技術領域
[0001]本實用新型屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種三維電極協同紫外光催化反應器。【背景技術】
[0002]紡織染料行業產生的廢水量較大，是工業水污染的主要污染源之一。染料廢水成份復雜，濃度高、色度深、水質變化較大、難于處理。目前，針對染料廢水的處理方法有物理法、化學法、生物法等，但因為本身條件限制處理效果并不理想。近年來伴隨電力工業的不斷發展，電化學法正逐步成為一種應用十分廣泛的水處理技術。傳統二維電極極板面積與體積之比較小，單位槽體處理量小，電流效率較低，三維電極比傳統二維電極電流效率高、 時空產率大。但是要在廢水處理的實踐之中取得更廣泛的應用，仍需采取措施提高電極材料所具有的催化性能，從而提高電流效率、降低能量消耗。這就需要對各個因素進行一系列的研究，從而設計出科學的床體結構，優化各項設計參數，改進填料、反應條件等。此外，三維電極法與其他技術的聯用也是目前的研究方向。【實用新型內容】
[0003]本實用新型在三維電極法的基礎上結合紫外光催化開發出了三維電極協同紫外光催化反應器，主要應用于上述難降解的工業染料廢水，目的在于利用兩種技術的聯用提高廢水處理效率、降低成本，促進電化學方法在廢水處理中的應用。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:一種三維電極協同紫外光催化反應器，其組成包括紫外燈、電解槽、電極極板、粒子電極、直流穩壓電源、曝氣管、轉子流量計、空氣壓縮機； 所述紫外燈位于電解槽中間位置用以提供光源，所述曝氣管位于電解槽底部，曝氣管上方設置有布氣板，曝氣管通過轉子流量計與空氣壓縮機相連接，通過空氣壓縮機為曝氣管提供氣體，通過轉子流量計調節曝氣管的曝氣量大小;所述電極極板位于電解槽內并置于布氣板上方，所述直流穩壓電源與電極極板相連接。
[0005]所述電極極板包括陽極極板和陰極極板，所述陽極極板和陰極極板分別位于布氣板上方左右兩側，所述陽極極板采用石墨電極，陰極極板采用鈦板;所述陽極極板和陰極極板的間距可調。
[0006]所述粒子電極采用顆粒活性炭。
[0007]所述電解槽的尺寸為14cmX12cmX20cm;在電解槽高12cm處設置有取樣口，電解槽底部設置排水閥。
[0008]在紫外燈照射下，直流穩壓電源提供電壓，陽極采用石墨電極發生氧化反應，鈦板做陰極發生還原反應，顆粒活性炭為粒子電極，通過空氣壓縮機為曝氣管提供氣體，采用轉子流量計控制曝氣量的大小。
[0009]上述三維電極協同紫外光催化反應裝置，其使用方法包括如下步驟:
[0010]第一步，調節電解槽內極板間距，放入粒子電極，并將廢水導入到電解槽內；
[0011]第二步，調節廢水初始PH，設置電壓，調節曝氣量，打開紫外燈光源;每隔一段時間通過取樣口取水樣監測廢水指標，直至出水達到排放指標后排放。
[0012]與現有技術相比，本發明具有的有益效果是:
[0013]1、利用電化學法處理廢水，處理效果優于物理法、化學法和生物法等傳統水處理工藝。
[0014]2、采用三維電極處理技術，克服了二維電極處理技術的缺點，增加了單位槽體積處理量，增大了傳質移動速度，提高了電解效率，并且占地面積小易于管理。
[0015]3、利用紫外光的催化作用降解廢水中的污染物，兩種技術的聯用不僅提高了光催化反應效率，也使裝置整體的處理效果大大提升了。【附圖說明】[0〇16]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0017]其中:1、紫外燈，2、石墨電極，3、鈦板，4、顆粒活性炭，5、空氣壓縮機，6、轉子流量計，7、布氣板，8、直流穩壓電源，9、曝氣管，10、電解槽。【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明。
[0019]實施例:如圖1所示的三維電極協同紫外燈催化反應裝置，其組成包括:紫外燈1、 電解槽10、電極極板、粒子電極、直流穩壓電源8、曝氣管9、轉子流量計6、空氣壓縮機5;所述紫外燈1位于電解槽10中間位置，所述曝氣管9位于電解槽10底部，曝氣管10上方設置有布氣板7,曝氣管9通過轉子流量計6與空氣壓縮機5相連接，通過轉子流量計6調節曝氣管9的曝氣量大小;所述電極極板位于電解槽10內并置于布氣板7上方，所述直流穩壓電源8與電極極板相連接。
[0020]所述電極極板包括陽極極板和陰極極板，所述陽極極板和陰極極板分別位于布氣板7上方左右兩側，所述陽極極板采用石墨電極2,陰極極板采用鈦板3;所述陽極和陰極的間距可調。
[0021]所述粒子電極采用顆粒活性炭4。[〇〇22] 所述電解槽10的尺寸為14cmX12cmX20cm;在電解槽10高12cm處設置有取樣口， 電解槽底部設置排水閥。
[0023] 所述石墨電極板2和鈦板3的規格為100_X100mm，通過導線分別與直流穩壓電源的正、負極連接，石墨電極2和鈦板3間距可調。[〇〇24]上述三維電極協同紫外光反應裝置，其使用方法包括如下步驟:[〇〇25]第一步，通過銅導線將石墨電極板2、鈦極板3與直流穩壓電源8正、負極相連，調節電解槽10內石墨電極板2和鈦極板3的間距為70mm，加入直徑為3mm的柱狀顆粒活性炭50g， 曝氣量調節到13L/min;[〇〇26]第二步，將染料廢水導入到電解槽10內，向電解槽10內投加電解質Na2S〇4,每L廢水中投加lgNa2S〇4,并調節染料廢水的初始pH值為3,打開紫外燈1、直流穩壓電源8和空氣壓縮機5，每隔lOmin通過取樣口取水樣監測廢水指標，直至出水達到排放指標后排放;本裝置在外加電場的作用下，利用顆粒活性炭4加強了電解作用，在電解槽10內會生成許多具有催化活性的自由基，具有強氧化性和催化活性的自由基對廢水中的有機物的降解達到了很好的效果，曝氣管9不僅為反應提供了氧氣，并且大大減少了短路電流，增加了物質移動速度， 提高了電解效率，與此同時紫外燈1提供的光源也對反應起到了十分重要的催化氧化作用， 有效地利用光能降解了有機污染物。光電結合的方法不僅操作簡單、價格低廉、降低能耗， 而且無二次污染，有廣闊的發展前景。
[0027]上述實施例僅僅是對本實用新型構思實現形式的列舉，本實用新型的保護范圍不僅限于上述實施例，本實用新型的保護范圍可延伸至本領域技術人員依據本實用新型的技術構思所能想到的等同技術手段。
【主權項】
1.一種三維電極協同紫外光催化反應器，其組成包括紫外燈、電解槽、電極極板、粒子 電極、直流穩壓電源、曝氣管、轉子流量計、空氣壓縮機;其特征在于:所述紫外燈位于電解 槽中間位置，所述曝氣管位于電解槽底部，曝氣管上方設置有布氣板，曝氣管通過轉子流量 計與空氣壓縮機相連接，所述電極極板位于電解槽內并置于布氣板上方，所述直流穩壓電 源與電極極板相連接。2.根據權利要求1所述的一種三維電極協同紫外光催化反應器，其特征在于，所述電極 極板包括陽極極板和陰極極板，所述陽極極板和陰極極板分別位于布氣板上方左右兩側， 所述陽極極板采用石墨電極，陰極極板采用鈦板。3.根據權利要求1所述的一種三維電極協同紫外光催化反應器，其特征在于，所述粒子 電極采用顆粒活性炭。4.根據權利要求1所述的一種三維電極協同紫外光催化反應器，其特征在于，所述電解 槽的尺寸為14cm X 12cm X 20cm 〇5.根據權利要求1所述的一種三維電極協同紫外光催化反應器，其特征在于，通過轉子 流量計調節曝氣管的曝氣量大小。6.根據權利要求2所述的一種三維電極協同紫外光催化反應器，其特征在于，所述陽極 極板和陰極極板的間距可調。7.根據權利要求4所述的一種三維電極協同紫外光催化反應器，其特征在于，在電解槽 高12cm處設置有取樣口，電解槽底部設置排水閥。
【文檔編號】C02F1/72GK205616601SQ201620331892
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】班福忱, 李美然, 葉友林
【申請人】沈陽建筑大學