專利名稱：：多功能臨界多元催化電解成套裝置的制作方法多功能臨界多元催化電解成套裝置本發明公開了一種多功能臨界多元催化電解成套裝置，適用于各種中髙難度的工業污水凈化預處理，這些污水包括日化、石化、焦化等工業廢水；皮革、銀倫、苯粉、硝基苯及其衍生物類工業廢水；普通醫藥廢水；各種金屬表面處理類廢水、電鍍廢水、線路板廢水；該催化電解成套裝》也適用于較髙難度的污水凈化預處理，如^1R廢水、康醛廢水、農藥廢水、抗生素廢水、酵母廢水、各種離含氮氮廢水、黃姜廢水、苧麻廢水、酒賴廢水、醬油廢水。染料工業等廢水；甲醛、丙鵬等溶劑類化工廢水。該成,豐也特別適用于酸性或者堿性的上述各類及未述及的各種工業廢水，因為該成套裝置在運行時，在凈化廢水中的污染物質時，通過定向的催化電化學作用，自動調整PH值，可將PH-2.53.0調至PH07.0，將？11=11~12.5調至7.(^8.0，而無蔣投加堿或者酸。該成^置也適用于各種中低濃度工業污水凈化預處理，包括印染，造紙，啤酒等工業廢水。電解工藝處理各種工業廢水，去除水中的有機污染物貭和金屬離子等是極為有效的工藝方法。上世紀50^至今一直被廣范應用。嚴傳統的電解工藝方法之一是在電解槽中安裝雙性電極板，如附圖4所示(參見《電鍍電鍍三廢處理技術》一書(國防工業出版社，2002年4月第一版)，第154頁，圖1-12雙性電極開放型電解槽)。該電解裝置由電解癯(101),正電瀕極板(102)，負電原極板(103)，進厫水多孔配水管(104),雙性電極板組(105)，多孔集水出水管(106)等所組成。雙性電極板組(105)安裝在正、負電源極板(102)、(103)之間。正、負電源極板(102)、(103)分別與外電源正、負極相連接。原水雄原水多孔配水管(104)進入電解槽(101)底部，向上流入雙性電極板組(105),從雙性電極板組(105)之間的間隙穿過，被電解處理后，由多孔集水出水管(106)收集流出電解醻。康傳統的電解糟(101)內雙性電極板組(105)由多塊鋼質電極板(107)組成。正、負電源極板(102)、(103)也是用鋼板或石墨板做成。鋼質電極板(107)之間的間隙為1015mm。運行時正負電源極板(102)、(103)通以直流電壓，所有雙性電極板(107)都產生感應電勢Un^Un=U/N,U為外加直流電壓；N為正負電源極板(102)、(103)、雙性電極板(107)總數—1。各兩塊雙性電極板(107)之間的電流為-In-WRn。Rn為兩塊雙性電極板(107)之間的電阻。電阻R與水的電導率n成反比，與電極板之間的間距S成正比，與電極板(107)的表面積Fn成反比。U=R.I----------------------------------------l一l5U:電壓，R:電阻，I:電流，":電導率，S:兩電極板間間距，Fn:電極板表面積，K:系數。電流的產生標志著陽極表面正發生氧化反應，同時，陰極表面發生還原反應，水體中各種反應產物呈離子狀態的會向相反電極板移動形成電流，呈氣體狀態的會逸出水體或溶于水體。而產物的總量與電流成正比Q=I/F---------...........................................1—2Q:電解產物產量，I:電流，F:法拉弟常數。當所有電極之間通過電量的總和為一個法拉弟電量時，產物的總和就為1克當量。電解消耗功率為W=IH-----------------........-----------1—3根據法拉弟定律，電解產物總量只與電流有關，表面上與電壓無關，但功率消耗又與電壓有關，是電壓與電流的乘積關系，而電壓在電流一定時，直接由電阻值的大小確定。而電阻大小又與電極板的間距及電極板的面積有關，因此電解工藝的兩個技術參數決定了傳統電解槽的工藝性能，這兩個技術參數是K,電極距度和K2電容積度。Kl:電板距度是指電極之間的平均距離。K2:電容積度是指每單位電極區體積內的電極板總面積。由于安裝和制造工藝決定了傳統板式電極之間的距離只能做到10mm15mm，不能再低。由于用鋼板做電極板，考慮到電蝕因素，電極板不能做得太薄，厚度一般為10~12mm，不然就要經常更換電極，甚至不要一個月更換兩次到三次，影響生產運行，而且費用也太大。即使用到12mm鋼板做電極也只有一至兩個月就要更換一次電極，這是傳統電解方法的一個缺點。電解槽運行時，兩性電極的陽極表面發生如下氧化反應F卜2e—Fe2+--------------------------------............-----------1—41-4式表明陽極板表面上的鐵原子被電解氧化失去兩個電子后成為亞鐵離子溶于水中，并向陰極移動。各種金屬(如Cu、Al、Ni、Co、Mn、Pb、Zn、Sn、Ti、Si、Pb、Mo、W、Cr、Sb、Ru、Pd等等鐮有lHfl反應,只是反應速度不一樣。2HjO~4|—4H"+[O]+-----------------------------1—51-5式表明陽極板表面上被吸附的水分子被電解氧化離解產生4個氫離子并向陰極移動，還產生兩個原生態氧[O]，如果水中無有機物待氧化，則瞬間進一步反應為4H++[O]+—02T+4H+----------------------------------------1~~6B卩2H20—4e—02T+4H+如果有有機物須被氧化，則進一步反應為(假設有機物為甲醇CH30H)CH3OH+H20-6e—C02+6H+--------...........--------------------1—71-7式表明有機物被徹底氧化降解為二氧化碳，去除了水中的有機污染。對于大分子有機物，一般不能一步氧化降解為無機物，只能氧化大有機分子的某個或某些親水基團，使其由親水變為疏水，如造紙廢水中的木質素磺酸鈉在陽極表面與氧化產生的H+反應，置換木質素磺酸鈉親水基團中的Na+，使木質素磺酸鈉大分子被切斷成小分子木質素，不溶于水。3、陽極上產生的亞鐵離子Fe2+,當接觸到一氧化錳時，在水中有溶解氧的情況下，就會被瞬間催化氧化成三價鐵離子，反應如下2MiO+Fe2++02—Fe3++2Mn02-------------------------------1—82Mi^>2—2MnO+(M---------------------------------------1—9F^+與水中的OH—離子進一步反應生成水合氫氧化鐵結晶膠體，不溶于水中，是很好的絮凝劑，它對水體中的剛被電化學反應變為不溶于水的有機物產生絮凝固化作用，將其包裹，從水中沉淀分離出來nH20+Fe3++3(OH—)—Fe(OH)3n.H2(H----------------------1—10陰極表面2H20+2e—H2+20H—---------........................-----------1—111、1-12式表明水分子從外電源得到兩個電子被離解為氫氣和氫氧根離子。2、有機物在陰極表面完成加氫還原反應，如2CH2=CHCN+2H20+2e—(CH2CH2CH)2+20H—------------1—123、金屬離子可以在陰極表面產生還原反應，析出金屬原子來，并可附著于陰極表面。Cu2++2e—Cu丄------------------------.....................---—1—13Cr6++3e—Cr3+------------------............-------------------1—14l-15式表明高價鉻降為三價鉻，毒性污染有所下降，還須進一步反應徹底消除毒性污染陰極表面Cr3++3(OM)-—CKOHM---------------------------------------1—15當然1-16池可以在鬭陽電極之間都可以進行，但要求P論8.5以上才能反應完全。Cr(OH)3在中性水中(PH=6~9)中不再溶解，通過沉淀去除后就徹底消除了水中的毒性污染。綜上所述，電解法處理有機廢水和金屬離子廢水是絕對有效的。但傳統的電解法存在如下問題使之難于被擴大推廣，特別是電能源漲價，傳統電解法能耗高一直是關鍵難度。去除1KgCODcr須1.251.5度電。傳統電解法能耗高是因為水溶液的電導率很小，電阻太大，電極板之間的距離不能做得特小，現在最低也只能做到8~10mm。單位體積電解區內的電極總面積再也無法擴大，不得不增加電解槽容積以擴大電極板總面積，這樣才能減少電阻，從而降低電壓，以達到功率變小的目的。這使得電解槽制造成本也上升了不少。電解能耗降低仍有限。傳統電解法的第二個問題是鐵電極板作為陽極溶解太快，最短每運行兩到三個月須更換一次，而且很容易產生表面鈍化，增加電極表面電阻。表面鈍化的問題現在可在電極表面安裝有自動刷子，每天都可以自動清潔電極表面，基本去除鈍化皮。但鐵極板電溶蝕是傳統電解法的一個基本特征，無法解決。因為正是鐵極板溶出的鐵離子被利用來做去除有機和無機污染的絮凝劑，傳統電解法的優點也正在與此。為了改善電解槽性能，工程師們一直在為追求更小的電極距度和更大的電容極度，尋找新的制造工藝方法，以提高電解槽的水處理性能和更節約電力消耗。傳統電解工藝可適用于各種低濃度工業污水的預處理工藝單元，具有操作簡便，后續工藝無須再投加絮凝劑，對于普通工業污水的CODcr^600mg/L時CODcr去除率一般能達到70~80%，金屬離子污染去除率達到99%，去除每KgCODcr耗電1.251.5度。傳統電解法不能適用于有機高污染濃度的工業污水處理，特別是高難度有機污染廢水處理。這是因為高難度有機污染廢水中的污染物質溶解在水體中在其分了表面產生的雙電層的平衡電位比較高，這個雙電層的厚度非常小，只有兩三個水分子直徑大，外加電解電位必須大于這個雙電層平衡電位才能促使其完成電化學氧化還原反應。一般污染有機物雙電層平衡電位都很少，只有幾微伏特，而高難度有機污染物雙電層平衡電位有幾伏特，甚至更高。傳統電解槽兩極電源正負極間電壓小于220伏特，分散在各雙性電極板之間只有幾伏特，而這雙性電極板之間的電壓卯％以上消耗在水體電阻上，而真正起電解作用的電壓即作用在電極板表面上無窮薄的電化學反應電子得失區域內的電fR不到0.1伏特，而加在電雙層上的電壓就更小，遠遠不夠擊穿這些有機污染物質的雙電層，而對這些有機物不產生降解作用。這些有機物包括各種大分子表面活性劑，各種抗生素分子，各種農藥分子和中間體分子，各種化工廢水中污染有機物大分子等等。即使不是高難度有機分子，而是普通有機小分子，在濃度太高時，傳統電解法處理效果也不好。比如傳統電解雄處理印染廢水效果尚佳，印染廢水CODc《1200m^時，用傳統電解法處理，在電解區停留6Smin,CODcr去除率為75%，去除每千克CODcr耗龜約1.5度。但處理染料化工廢水時，CODcrS9柳0tng^，用傳統電解法處理，電解區停留時間300min,CODcr去除率只有55%,去除每千克CODcr耗電約3度。這個情況表明傳統電解槽中的電極表面積太小，因為電解電化學氧化反應只發生在電極表面，只有在電極表面才有外電路提供電化學反應所須的得失電子。為了解決這些問題，近幾十年產生了各種改進型電解裝置。歸納起來，是從電極材料，結構型式方面，電源類型，無非是在追求更大的電容積度和追求更小的電極距度，以及引進各種催化電極。能使單位體積電解區內的電極面積達到無窮大嗎？能使電極間的間距達到無窮小嗎？這是工程師們的夢想，只能不斷的改進完善而已，難得做到無窮大和無窮小。傳統電解法最簡單的改進嘗試是用石墨板材做電極，就沒有鐵板電極的溶蝕問題了，新的問題又來了，水處理效果變差了，又不得不在水體中投加硫酸亞鐵等藥劑，把傳統電解法改了電絮凝法，這種改進沒有被推廣應用，上世紀八十年代被應用一陣子。因為根本的問題電能消耗特高的問題沒有徹底解決。雖然石墨板材無溶蝕就可以制作得薄一些，也只能制作得7~8mm厚；電極板間距可以小--點，也只能制作得間距小到5~6mm;這種小幅度改良電極距度和電容積度對電能消耗節約不夠，而是須要數十倍數百倍地改良電極距度和電容積度這兩個參數。上世紀七十年代出現了一種幾乎不消耗電能的電解裝置，因為不能穩定運行也只時興了一陣子。雖然現在還有工程師拿它來做實驗。這種裝置稱為鐵碳電極對內電池微電解裝置，如附圖5所示該鐵碳電極對內電池微電解裝置由電解槽(111)，進水管系(112)，出水管系(113),電解床(114),壓縮空氣沖洗管(115)等所組成。運行時，水體穿過電解床后就完成了電化學氧化還原反應。沒有提供外電源，怎么會產生電化學反應呢？這是因為任何物質在水溶液中都會產生雙電層表面平衡電位，不同物質此電位值不一樣，而鐵和碳雙電層表面平衡電位差很大，形成了內電池。此電解床(114)中填充有大量的廢鐵屑(116)和活性碳顆粒(117)，按1:0.51的比例混裝。有的還添加10%錳砂作為氧化催化劑。這種裝置中鐵屑作為正極，活性碳作為負極可完成上述1-4,1-5,卜6,l-7，1-10,1-11，1-12，1-13，1—14,1-15等氧化還原反應。該裝置作為污水處理工程中的最后一個工藝單元，其出水效果非常好，當鐵屑失去電子漸漸溶于水中消耗完后，電解作用就停止了，內電池電勢就為零了。但在鐵屑還只消耗了10%~30%后，該裝置就因為電解床內顆粒之間污泥堵死了，雖然每天都用壓縮空氣從底部通入，也仍然無法消除千凈由Fe(OH)yivH20和有機污染物形成的絮凝污泥，它的使用壽命一般只有一到兩個月。該工程裝置體積龐大，水停留時間長，濾速慢，每次清洗和更換鐵屑及活性碳顆粒時，勞動強度大。這種工程裝置為縮小極距度，擴大電容積度作了一個嘗試，因為該電解床中的鐵碳電極之間的間距縮小到0.01mm2mm，電容積度由傳統電解槽的800M2/M3提高到5,0005(M)00M2/M3，而且不耗電。該鐵碳電極對內電池微電解裝置的另一個缺點是不運行時，電解反應仍在進行。該鐵碳電極對內電池電解裝置處理有機污染廢水濃度很低，對許多有機污染沒有作用，因為內電池電壓太低。該裝置處理電鍍廢水重金屬離子效果最佳，即能96%以上去除重金屬離子，還能50%去除CODcr有機污染。如果該裝置不是因為堵塞問題，--定會被推廣應用在工業污水處理的最后工藝段。上述這種鐵碳電極對內電池微電解裝置的電解床是固定的。1994年至1998年在我國淮河流域和其它地區有眾多此類裝置運行處理造紙中段廢水和印染等工業污水，都完成了驗收后幾月就停廢了。如河南舞陽陽第二造紙廠，4臺0)5000mmxH6000mm該裝置處理了3000m3/d造紙中段廢水作為物化+生化后的深度凈化工藝，總出水清亮透明，達到一級國家排放標準，但幾個月后就堵塞死了，整修很難。《水處理技術》2005年11月第6770頁載有該裝置的"鐵碳微電解法處理染料生產廢水"的模型試驗成果報道。還有將傳統電解方法與鐵碳電極對內電池電解法裝置合二為一的工藝裝置出現，見附圖6所示。(參見《電鍍電鍍三廢處理技術》一書(國防工業出版社，2002年4月第一版)，第154頁，圖5-15雙性電極固定床電解槽)。即在鐵碳電極對內電池中的電解床內插入正負極電源極板(118),(119),電源極板(118)，(119)用石墨材料做成。并將直流電源改為直流脈沖方波電源，因為脈沖方波電源即可提供很高的電解電壓，但又不會引起太大的功率消耗，它可通過調整脈沖間隔時間長短來控制功率，通過調整脈沖電平來控制電壓，以促成更多的有機污染物產生電化學氧化還原反應。這種以鐵屑作為雙性電極，并在鐵屑中混合活性碳顆粒以免鐵屑之間短路，這樣組成的電解區域類似于濾池的濾床，被稱為電解床，由于沒有攪拌和空氣鼓動又稱之為固定電解床。這種裝置集中了傳統電解槽和普通鐵碳內電池微電解的優點，同時也集中了二者的缺點，仍然是電解床堵塞問題使這種裝置沒有被推廣應用。氯堿電化工程的催化電極學原理及制造催化電極工藝被引用于工業廢水處理電解工藝中來，其基本特征是在傳統電解槽中的雙性鋼板電極表面鍍一層金屬鈦，然后在鈦表面涂一層重金屬和(或)稀土金屬的氧化物，如氧化錳，氧化鈷，五氧化二釩，氧化銦，氧化鎵，氧化鑭，氧化鈮，氧化鉛，氧化鎳，氧化錫，氧化鋯，氧化鈦，氧化鍶，氧化銥，氧化鈀，氧化銻，等等，這些氧化物屬于半導體。它們具有導電性能，同時又具有催化電解作用，上述氧化物中有一些特昂貴的氧化物，達到每克幾百元人民幣。按上述辦法用一種或幾種重金屬和(或)稀土金屬的氧化物涂于鈦基電極表面，對各種高濃度高難度的有機污染廢水進行模型試運行時，均取得眾多的成果，被報道于相關技術文獻中。如《環境催化原理及應用》化學工業出版社2006年1月第1版，第486487頁。催化電極的催化電解原理是催化電極表面的特殊分子構象(包括物理的，化學的，兒何的)首先對水中的某種或某幾種有機污染物有吸附富集的功能，其次促成并參與該有機污染物向某一特定方向完成電子得失的氧化還原反應，然后靠對反應產物的排斥，將反應產物脫附離開催化電極表面，催化電極最后一個功能是自我完成恢復反應，回到參與反應前的初始狀態。在整個催化電解反應過程中，催化劑作了一個電子傳遞暫時貯存的功能和反應場所的功能。這個電子暫時貯存的功能主要是靠其內部的空穴湮滅和電子躍迀來完成，常常伴隨有這些金屬氧化物中的金屬離子價位的升降過程。其基本反應通式如下-電解、+MOx+H20+R->MOx(OH)+H+e+R電解->MOx+2H"+^RO---------------------------------1-16電解、+MOx+H20+R->MO(x+1)+2H+2e+R電解、一->MOx+2H"+2e+RO-------------------...............1-nR:有機物分子，MOx:金屬氧化物催化電極。但是某種金屬氧化物電解催化劑或某幾種金屬氧化物組成的電解催化劑，一般只對一種或幾種有機污染物及衍生物具有催化電解作用，而對其他物質幾乎沒有作用。這是催化劑的選擇性；一種催化劑不能將大有機分子一步氧化降解為無機分子或原子，須多種催化劑多次協同完成這種徹底降解，這是催化劑的協同性。由于工業有機污染廢水中的成份極其復雜，某一化工廠的總排水匯集了各個車間的生產廢水，用某種催化電極或少數幾種催化電極就能處理復雜的工業污水很困難。因此，在傳統雙性電解槽中引用催化電解的功能，只能適應于少數不復雜的幾種工業污水。這種應用使鋼板陽板不再電蝕溶解，延長了電極壽命，同時也減少了傳統電解槽中具有的絮凝去除有機污染的功能。催化電解擴大了電解工藝對工業廢水處理的適用范圍，很多難于用傳統電解法處理的工業廢水都能在催化電解試驗模型中進行處理，CODcr去除率可達到80%~90%。由于上述催化電解尚未改變電解工藝中的電極距度和電容積度這兩個基本參數，因此能耗還是太大，加上催化劑涂層工藝材料昂貴，這方法被發現應用于工程實例不多。但在理論和實驗成果方面為新一代電解裝置指明了發展方向。多種具有實用工程意義的催化電解裝置被工程師設計出來了，其代表為專利號03238195.6,名為"一種釆用同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"。如附圖7所示。其主要特征是電解床(124)由三種顆粒組成，一種是雙性電極為導電顆粒，石墨顆粒和樹脂顆粒；另一種是催化顆粒是活性碳顆粒作為載體附著了一些種金屬氧化物，(這種附著工藝可能是在其上吸附金屬錄后再焙燒附著)，還有一種是無機顆粒，一般是錳砂或其它礦砂被使用其中，這些種顆粒按一定比例范圍混合均勻組成電解床(124);陽極(122)用石墨棒，陰極用設備主體(121)。運行時，空氣和污水一起從底部進氣口(125)和進水口(126)進入電解床(124)，電解床不流動，不浮動，成為畫定床。該裝置從根本上改變了電解工藝的兩個基本參數電極距度和電容積度。電極距度縮小到0.5~3mm。電容積度達到幾十萬平方米電極面積/每立方電解床容積；并且引入了多種催化劑協同參入電解催化反應。因此該裝置作為各種工業廢水的預處理工藝單元已被實際應用于工程中來，并得到較好的凈化效果。其CODcr適應范圍達到CODcr56,000mg/L,CODcr去除率達到60%~75%，這是一個不小的改進。但是這種裝置運行高效率高性能狀態的時間不長，主要是活性碳顆粒表面及微孔中附著的催化劑體系在運行幾周后有被有機污染物堵塞的現象發生，只靠空氣沖洗不能完全清除表面。久而久之組合催化劑體系慢慢失效，CODcr去除率由60°/^75%降為30%~40%，還不如傳統電解槽，這一過程一般只有三個月的時間，只有經常用酸和堿浸泡來沖洗，也無濟于事。目前這一技術裝置一邊還在完善--邊還再推廣中應用。這一技術裝置將犧牲電極雙性鋼板電極改為了不損耗的石墨電極，沒有了更換鋼板電極的麻煩，但同時又失去了傳統電解槽中鐵離子產生對有機物絮凝固化去除作用的優點。該裝置對特高難度工業污水處理仍然效果不佳。現在對傳統的鐵碳電極對內電池微電解裝置的改進型裝置已被設計出來，并已應用于實際工程中，其中代表為專利號02252471.l,名為鐵碳微電解流化床設備,如附圖8所示。其主要特征是填料電解床(139)由顆粒焦碳和催化劑，鐵屑等所組成。催化劑一般是金屬氧化物的礦物質。該裝蟹運符時，壓縮空氣和污水分別由進氣管(137)進水管(138)從電解槽(131)底部進入電解床U39)的下方，而空氣量是水量的！020倍，使電解床(139)完全膨脹，攪拌機(132)對其進行連續攪拌，電解床(139)完全流化態。鐵屑投加機(133)自動定時投加補充鐵屑，經電解后水從溢流出水槽(134)流出。該裝置仍然無須提供外電源，靠鐵碳內電池產生微電解完成電化學氧化還原反應。工業污水特別是酸性工業污水經過該裝置預處理后，CODcr去除率可達到50%60%,自動將酸性調為中性或接近中性而無須投加或少投加堿，為后續生化凈化工藝創造了條件，后續沉淀也無須再投加任何絮凝劑。該裝蜜中自動消耗的鐵質可以由投加裝置(133)每天定時投加廢鐵屑來補充。向廢鐵屑是經過一道破碎工藝獲得的廢鐵屑粉末，其粒度更小，電解表面積更大。該裝置由f應用催化劑和流態化兩個技術，使得該技術裝置可以應用到更多種工業污水處理的預處理工藝中來，并不但在推廣應用中。但該裝置鳙有外加電源；催化劑不是電極，催化作用發揮不明顯，該裝置目前只能應用于少數低濃度有機m業嫌水特別是酸性工業廢水的預處理，如電鍍廢水，印染漂洗廢水等等。推廣應用受到局限性。該裝置對電解工藝的兩個基本參數中的電容積度作了很大的改進，但對另一個基本參數電極距度沒有再作進一歩的改進。上述兩個專利催化電解技術裝置雖然都引進了催化的原理，但都不算真正的催化電解裝置，因為，它們將催化劑與電極分離了，催化劑不是電極，電極不是催化劑。所以能耗下降不多，或適應范圍不夠廣。第一個專利技術中的雙性顆粒電極是石墨顆粒電極，活性顆顆粒不導電，只是催化劑的載體，石墨顆粒雙性電極導電但不是催化劑。其它無機顆粒如錳礦砂等雖然是半導體，只在脈沖電源情況即是催化劑又是雙性電極，但催化作用范圍太小，因此，即便是該裝置再完善修改，引用脈沖方波電源，性能還會有較大的改善。但主要是活性碳顆粒附著的催化體系失效問題難以得到徹底解決。該專利中提到電解床中還混有樹脂顆粒，它雖即能導電又有催化功能，但特別容易被污染失效，一般運行上十天就失效，酸洗堿泡幾次就永久失效。第二項專利技術中的電極分別是鐵屑末和焦碳形成內電池，它們不是催化劑，催化劑是錳礦砂，而錳礦砂又不導電，不與碳或鐵形成內電池放電。上述兩種催化反應不是在電極表面完成的電化學催化氧化還原反應，只是電極電解氧化還原反應后，水中富余的原生態氧和有機物一起附著于催化劑的表面后，再進一步發生的催化氧化反應，但原生態氧[o的壽命特別短，一般只有千分之幾秒百分之幾秒的時間，上述裝置中的催化劑再吸附到有機污染物同時又捕獲到原生態氧[O]的機率不大，而單純催化劑表面的pH狀態與催化電極表面pH狀態完全不一樣，許多催化氧化反應和催化電解氧化反應也完全不一樣。比如陽極表面pHSl.02.0，即使水體總體上是中性，但陽極表面是強酸性的；而水體總本是中性的，單純催化劑表面也是中性的，這種單純的催化氧化反應難以完成對有機大分子的深入氧化，只能完成上述類似1-7式的對小有機分子的氧化反應。上述第二種鐵碳電解流化床設備技術雖然還可以通過選擇顆粒材料來改進催化性能，但沒有外電源的情況，靠鐵碳內電池來放電，就只有選擇又富含碳質又富含催化劑成份的礦物顆粒來做鐵碳電極對。比如五氧化二釩，含碳達40%~60%,含五氧化二釩10%~25%，還微量含其它金屬氧化物催化劑，即使該設備作如此改進，但其電極距離較大，在空氣鼓動電解床膨脹，顆粒之間間距拉開到約2mm3mm，與傳統電解槽雙性電極的電極距度8~10mm在一個數量極上，雖然電容積度是傳統電解槽電容積度80M2/M3的數百倍甚至上千倍，但水處理停留時間并未縮短，CODcr從500mg/L處理到250mg/L還是須要120min至200min。假設將現伐催化理論，現代催化電極技術與傳統電解槽技術兼容起來，設計一種電極距度無窮/」小到只有lpm0.0lMm。電容積度無窮大，大到每立方米電解床幾百萬平方米以上電解電極面積；電極即是催化劑，催化劑又是電極；電解床并不靜止，而是運動著，又并不劇烈鼓動膨脹；鐵質雙性電極予以保留；催化劑體系全面又簡單，便宜又易得；電極使用壽命又長；電解床又不被污泥結垢堵塞，催化電極消耗又非常小，比如處理1000mVd的污水只耗0.001kg0.003kg或者更低；使電解消耗的電能80%以上用在電化學氧化還原反應上，只有20%以下消耗在水體電阻上。這樣去除每公斤CODcr耗電降為0.100.25度，電解消耗的鐵質又能定時自動補加，電解后的水體不再須要投加或很少須要投加任何絮凝劑，就能很好的進行簡單沉淀固液分離，操作又簡便，長期運行無障礙。使用壽命幾十年，造價不髙，占地空間又小，又能適應各種工業污水，包括各種酸性和堿性工業污水的凈化預處理，也包括各種工業污水處理難題也能適用，它們包括各種抗生素廢水，酵母廢水，農藥廢水，皮革廢水，炸藥廢水，高含氨氮廢水，含氰廢水，溶劑類化工廢水，各種表面活性劑廢水，染料化工廢水，焦化廢水，油墨廢水，造紙黑液及其它一些毒性廢水等等。對這些污水預處理后，CODcr去除達卯％~95%，后續處理就簡單了，讓污染企業購買覺得不貴，而且運行也覺得便宜劃算，不僅如此，而且使整個污水處理工程無須投加酸或堿來調節PH值，只須極少投加或甚至完全不須投加聚合氯化鋁等絮凝劑；也無須投加任何脫色劑，氧化劑，還原劑，助濾劑，助凝劑等藥品。這就為將各種工業廢水處理排放達標后再進一步深度凈化和精細凈化回用于生產中去創造了條件，因為在水處理過程中沒有引進新的無機污染和有機污染.怎樣才能實現這個假設呢？如下一個技術構想可以實現這個假設。用特殊材料組合來燒制兩種陶瓷顆粒中的至少任何一種，其中一種具有磁性，電阻很小；能吸附微米級細小摻雜鐵粉末。這種陶瓷顆粒表面鑲嵌有微米級或納米級各種金屬氧化物催化劑且導電；另一種陶瓷顆粒也具有磁性，其表面層約lmm至2.5mm厚是鐵電性電容性半導體陶瓷材質，電阻雖然很大，但具有鐵電性，在脈沖電場下可以對其進行充放電。由這兩種磁性陶瓷顆粒催化電極按一定比例混合組成電解床或其中任意一種單獨組成電解床，在其中插入外加電源電極，通以脈沖電源或直流電源，由攪拌機對其進行慢慢攪拌，原水和少量空氣從底部進入電解床，使顆粒宏觀上慢慢滾動移動，不是流化態，也不是靜止態，摻雜微鐵粉被水力輸送系統定時送到電解床上表層，吸附在表層顆粒表面上，由磁性陶瓷顆粒的滾動移動的攜帶作用而慢慢傳遞到每一個顆粒表面上均布。而摻雜微鐵粉是由廢鋼鐵回收重新冶煉，摻有電鍍廢水處理工程污泥回收的混亂合金，及其他工業廢合金及其氧化物，質優而價廉，不銹又具有多種催化電解功能，熔融狀噴霧而成摻雜微鐵粉。現代陶瓷技術，半導體陶瓷技術，磁性陶瓷技術，摻雜粉末冶金技術，高頻脈沖電源技術等都成熟而普及，所以該構想完全可以兼價實現。這個技術構想就能實現這個假設中的三個基本觀點，第一，電極距度無需窮小；第二，電容積度無窮大；第三，催化體系完備，并組成電極參與催化電化學反應。第一、電極距度無窮小，小到從量變到質變。假定設計這種磁性陶瓷顆粒催化電極，電解床內每200mm間距有一對正負極外加高頻脈沖電源電極，脈沖電壓為24V46V。磁性陶瓷顆粒平均直徑只有2mm，那加在每個顆粒上的電壓為0.24V0.46V。該每顆磁性陶瓷顆粒催化電極表面形成無數雙性電極對，在2mm范圍內假設約有100個雙性電極對，加在每個雙性電極對上的電壓只有2.4x10—34.6xlO—3V，但每個鐵碳電極對之間平均間距，即電極距度只有10—7~10—8m。這個放電的電場強度為10-3V/10-7~1(T8M=104~105V/m。即每米距離有數萬伏電壓至數十萬伏電壓，在這個電場強度下，絕大多數各種有機污染物質都會被擊穿導電，在各種催化電極的催化作用下，各種催化電化學氧化還原反應都會發生，連水中的各種細菌病毒都會觸電失活。在該催化顆粒電極之間，在這無數雙性電極對之間，部分水分T瞬間被電解離解，陽極產生原生態氧一部分與有機污染物發生催化氧化反應，一部分還來不及與有機物反應就被高場強電壓激活再次被催化氧化，產生臭氧。這是強氧化劑，它在中性水中(PH=69)生存時間約5min。陰極在這種超高電場強度下，在催化作用下，由于電極距度無窮小，陽極產生的原生態氧可抵達到陰極表面被水分子還原反應生成H202,這也是強氧化劑，它在中性水中分解期約幾十分鐘，它在Fe^的催化作用下，又會產生原生態氧。因此，該裝置出水到沉淀池內還會繼續完成氧化降解有機物的反應。這是間接檢驗該裝置是否發生臨界催化電解反應的一個方法。第二，電容積度無窮大，達到極限無窮大，即達到水體在電解區只停留幾十至幾百秒鐘時間，水中所有污染物質幾乎都被催化電極的表面所吸附富集，而催化電極種類繁多，能在兒十至幾百秒鐘時間再內就基本完成對被吸附的各種有lL污染物質的氧化降解過程，而降解產物能被快速脫附，又能被再次吸附，再次電解氧化，也可能這種逐級降解反應對一個大有機分子來說，在這極短時間內已經發生了幾次甚至幾百次降解反應了。發明設計該裝置的電解停留時間即為120秒鐘到300秒鐘，如果在這短時間內，對高濃度有機污染廢水(5,000mg/l5CODct^22，000mg/l),經它處理后，CODcr去除率達到85%90%,去除每KgCODcr耗電0.150.25度，大有機分子檢測不出來。設備運行穩定可靠,這直接驗證了該催化電解裝置是我們環保工程師所理想的催化電解裝置。上述這個假想，這個構想，這個理想可以由如下本發明"多功能臨界多元催化電解裝置"來實現。事實上，類似于上述磁性陶瓷顆粒催化電極已被制造出來，專利申請號為02815228.X名為:"導電催化劑^f立及其生產方法，氣體一擴散催化電極和電化學器件"。該導電催化劑顆粒是在可導電的陶瓷顆粒表面通緻濺射或脈沖激光沉積各種金屬作為催化劑。這種顆粒沒有磁性，而催化劑是各種金屬,只能適甩于氣體一擴散催化工藝場合中，不能適用于上述技術構想。因為沒有磁性而不能吸附微鐵粉;因為是金屬催化劑，在水處理電解工藝場合中金屬催化劑作為雙性電極的陽極時很快就會被腐蝕消耗，如同上述1—4式所述。所以上述技術構想的特點是磁性陶瓷顆粒催化電極具有永磁性，可導電，采用各種金屬氧化物作催化劑，耐磨損，不電蝕。四、該多功能臨界多元催化電解成套裝置的特征是該成套裝置由電解罐(201),電解電源(301)，清洗系統(401),電控柜(501)，摻雜微鐵粉詞料系統(601)等所組成。電解罐(201)由罐體(202),減速攪拌機(203),多孔進水配水管系(204),多孔進氣布氣管系(205)，多孔集水出水管系(206),棒狀電極(207)，磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208),溢流管(209),丟水管系(210)等所組成。罐體(202)為圓柱形狀，罐內底部水平安裝有多孔進水配水管系(204),在多孔進水配水管系(204)的下方60mm200mm處水平安裝有多孔進氣布氣管系(205)，在多孔進氣布氣管系(205)下方100mm260mm處水平安裝有多孔丟水管系(210);在多孔丟水管系(210)的下方60mml20mm處安裝有底封頭(211);在底封頭(211)下方安裝有三至四個罐腳(223),底封頭(211)下，在兩罐腳(223)之間安裝有卸料孔(222);在罐體(202)的頂部中央安裝有1臺減速攪拌機(203);減速攪拌機(203)的中軸(213)垂直向下延伸到多孔進水配水管系(204)的上方約160280ram處；中軸(213)下部水平安裝有K層攪拌葉片(214),中軸(213)上部安裝有碳刷滑環(228);在罐體(202)的圓周罐壁上水平安裝有N層棒狀電極(207);在罐體(202)內離罐頂150~400mm處水平安裝有溢流管(209),在溢流管(209)的下方150mm400mm處水平安裝有多孔集水出水管系(206),在多孔集水出水管系(206)下方300mm600mm處與多孔進水配水管系(204)的上方約100mm200mm處之間裝填有磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208),磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)的深度約9001600mm;最下層棒狀電極(207)水平安裝在多孔進水配水管系(204)上方約200mm400mm處，棒狀電極(207)最上層水平安裝在顆粒電解床(208)表面下200ram400mm處；棒狀電極(207)上下層間距約160~300mm,棒狀電極(207)在罐體(202)圓周展開面上的水平間距約200ram700mm，棒狀電極(207)的層數N-410層；棒狀電極(207)每層有2n個，n為自然數；棒狀電極(207)是通過不銹鋼內螺(226)安裝在罐體(202)上的；在底封頭(211)之上與磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)之下裝填有顆粒承托層(212);中軸(213)上的攪拌葉片(214)的層數K-N+2層，攪拌葉片(214)的最下層和最上層分別距棒狀電極(207)的最下層和最上層約60mmi2Omm;棒狀電極(207)和攪拌葉片(214)上下交錯均布。該多功能嗨界多元催化電解成套裝置的特征是磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)由三種磁性陶瓷催化電極(215)中的至少一種所組成；而磁性陶瓷顆粒催化電極(215)之間吸附有摻雜微鐵粉和普通微鐵粉的混合物(216);承托層(212)由直徑為6mm12mm圓球形普通陶瓷顆粒或小卵石(217)所組成。摻雜微鐵粉和普通微鐵粉的混合物(216)的混合質量比例摻雜微鐵粉普通微鐵粉=1:0.00.5。組成磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)的三種磁性陶瓷催化顆粒電極(215)的直徑為2.5mm7.5mm，圓球形；該三種磁性陶瓷催化顆粒電極(215)的內層由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑粉末混合均勻后制成小球；外層粉體材料不同而分為三種磁性陶瓷催化顆粒電極(215):第一種是由具有導電性能的微粉末和各種金屬氧化物催化劑微粉末及少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而成球；第二種是由具有高價電系數鐵電體性能的陶瓷粉末和各種金屬氧化物催化劑微粉末少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；第三種是由永磁性材料鐵氧體微粉末和各種金屬氧化物催化劑微粉末及少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；這三種球風千后，高溫燒制而成陶瓷顆粒，最后置于磁場下通磁而永久具有磁性。第三種也可以是只由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球。磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的內層直徑約1.0~3mm，外層厚度約1.02.5mm。磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的內層由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑微粉末混合均勻后制成小球，其粘結劑粉末是陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是鐵氧體微粉末陶瓷粉末淀粉=1:o.oio.05:o.050.15。三種磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的外層材料分別是第一種的外層材料中的有導電性能的微粉末是指氧化銦和(或)二氧化錫中的至少一種，因為成本差價太大一般采用二氧化錫；第一種的外層材料中的各種金屬氧化物催化劑微粉末是指鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺、釕、鈀等的金屬氧化物之中的至少三種；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是-氧化銦或二氧化錫金屬氧化物催化劑普通陶瓷粉末淀粉=i:o.05o.25:o.oi~o.i:o.oso.i5。第二種的外層材料中的具有高價電系數鐵電性能的陶瓷粉末是指鈦酸鋇和(或)鈦酸鍶等鈦酸鹽類陶瓷微粉末中的至少一種，或鈮酸鹽類陶瓷微粉末中的至少一種；因為成本差價太大一般采用鈦酸鹽類陶瓷微粉末中的至少一種。第二種的外層材料中的各種金屬氧化物催化劑微粉末是指鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺、釕、鈀等的金屬氧化物之中的至少二種；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是鈦酸鹽類或鈮酸鹽類陶瓷微粉末金屬氧化物催化劑普通陶瓷粉末淀粉=1:o.05o.25:o.o卜o.i:o.05o.is。第三種的外層材料中的永磁性材料是鐵氧體微粉末；第三種的外層材料中的各種金屬氧化物催化劑微粉末是指鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺、釕、鈀等的金屬氧化物之中的至少三種；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是鐵氧體微粉末金屬氧化物催化劑普通陶瓷粉末淀粉=1:o.05o.25:o.o卜o.i:o.05o.i5。第三種的外層材料也可以是只由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉。其質量比例是鐵氧體微粉末普通陶瓷粉末淀粉=i:o.o卜o.i:o.05o.i5。上述各種金屬的氧化物主要是以各種相關工業的廢粉末和直接選用它們的多種礦粉末混合物來作原料，這樣就能達到既便宜又使得催化體系多樣化，每體系內又多元化。天然金屬氧化物礦--般是幾種金屬氧化物的絡合物，可以將一種絡合物稱為一個體系，每體系一定是多元的。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的特征是摻雜微鐵粉和普通微鐵粉的混合物(216)的粒徑為30150微^e;摻雜微鐵粉(216)(當普通微鐵粉的混入量為零時)是廢鋼鐵回收黃新冶煉，微量摻有M1和M2兩類雜質，Ml是硅，磷及各種金屬鉻、鎳、鈷、釩、鋁、鉛、錫、銻、錳、鉤、鋅、鋇、鎂、銅、釩、等氧化物之中的至少一種；M2是各種工業廢合金粉，其中含有鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺等之中的至少一種；鐵質與Ml和M2的質量比例為-i.o:0.050.25:o.o卜o.is。上述摻雜的各種金屬至少部分是各種工業的廢合金，包括工具加工業，粉末冶金，電鍍廢水處理污泥回收混雜合金等等；上述摻雜的各種金屬氧化物至少部分是各種合金鋼軋制的廢氧化皮和多種天然礦粉末的混合體。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的特征是電解電源(301)是直流電源或直流方波脈沖電源中的至少一種。電壓12V110V;其輸出電纜(302)的正極與電解罐(201)上的棒狀電極(207)相連接；其輸出電纜(302)的負極與罐體(202)和通過碳刷滑環(228)與攪拌葉片(214)相連接。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的特征是清洗系統(401)由空壓機(402)，貯氣罐(403)，壓氣管(408)，輸氣管(404)等所組成；輸氣管(404)上安裝有逆止閥(405)，減壓閥(406)，電磁閥(407);電解罐(201)下部的進氣布氣管系(205)通過輸氣管(404)與貯氣罐(403)相連接；空壓機(402)通過壓氣管(408)與貯氣罐(403)相連接；貯氣罐(403)上安裝有安全閥(409)和丟水管(410)及壓力表(412)。該多功能嗨界多元催化電解成套裝置的特征是摻雜微鐵粉飼料系統(601)是微型水力輸送系統，它由粉料流化攪拌罐(602),輸水泵(603)，水力射流器(604)，壓水管(605),輸水管(606)等所組成；粉料流化攪拌罐(602)的上部裝有一臺減速攪拌機(607),粉料流化攪拌罐(602)內中下部中心裝有一根溢流管(608);該溢流管(608)穿過粉料流化攪拌罐(602)的底板(616)并通過閥門(612)與水力射流器(604)的抽吸料口(609)相連通；輸水泵(603)通過壓水管(605)與水力射流器(604)的噴嘴(610)相連通；壓力管(605)上安裝有閥門(611);輸水管(606)的一端與水力射流器(604)的出流口(613)相連通，另一端延伸至電解罐(201)內的多孔集水出水管系(206)下方約300~500mm處；流化供水支管(214)—端與壓水管(605)相連通，通過閥門(615)、另一端延伸至粉料流化攪拌罐(602)內離底板(616)約6(^80mm處；粉料流化攪拌罐(602)的上部裝有一個投料斗(617)，投料斗(617)的出口(620)低于溢流管(608)的溢流口(618)約60~300mm，高于底板(616)50~150mm。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的特征是多孔進水配水管系(204)、多孔進氣布氣管系(205)，及丟水管系(210)分別由主干管(218)和多根支管(219)組成，支管上均勻鉆有很多直徑為4~8mm的小孔，并且用40目~60目不銹鋼絲網將支管完全包扎；多孔進水配水管系(204)的入水口(22)處安裝有射流器(220)，射流器(220)的入口通過閥門(224)與原水泵(227)相連接。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的特征是陰極是攪拌葉片(214)和罐體(202),陽極是棒狀電極(207)。棒狀電極(207)由鐵棒芯(220)，不銹鋼電極套管(221),內絕緣套(222)，絕緣保護套(223)，永磁鐵(224),接線螺母(225)，不銹鋼內螺(226)等所組成；絕緣保護套(223)上開有兩個接線孔(227);不銹鋼內螺(226)焊接在罐體(202)的罐壁上。五、該多功能臨界多元催化電解成套裝置運行時，先啟動進水泵(227)，開啟進水閥門(224),啟動攪拌機(20)，啟動脈沖電源(301)即可。原水通過射流器(220)吸入空氣從多孔進水配水管系(204)進入催化電解罐(201)底部，磁性陶瓷顆粒催化電極(215)呈蠕動滾動移動狀態。攪袢機(203)慢慢攪拌，原水和少量空氣通過閥門(224)、(225)進行調節流量依次穿過承托層(212)、電解床(208),從多孔集水出水管系(206)流出該多功能臨界多元催化電解成套裝置。從電解罐頂部定時投入的摻雜微鐵粉(216)通過磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的滾動連帶作用而均勻散布于所有磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的表面，電解床(208)內就形成了無數個三維催化雙性電極對。由于顆粒電極(215)有磁性，摻雜微鐵粉(216)不會沉入罐底。該催化電解罐上的棒狀電極(207)提供脈沖電源場或直流電源場，磁性陶瓷顆粒催化電極(215)浸潤在水中，置于該脈沖電場或直流電場下，就在催化顆粒電極(215)表面上和微米級摻雜鐵粉(216)粒表面上完成催化電化學氧化還原反應全過程，使污水凈化處理過程高效節能。該磁性陶瓷顆粒催化電極(215)及摻雜微鐵粉(216)是雙性電極。其向著脈沖電場正極的一面是陰極，向著脈沖電場負極的一面是陽極，磁性陶瓷顆粒催化電極(215)在運行時攜帶著摻雜微鐵粉(216)慢慢旋轉滾動移動而不膨脹流化，陰陽極在變化中。脈沖電源(301)頻率等參數可調。摻雜微鐵粉(216)作為陽極的一面時會失去電子溶入水中成為亞鐵離子Fe2+,它對水中高價離子具有廉價的還原作用，被氧化成Fe3+后，水解成為復合水合氧化硅氫氧化鋁鐵[八1(0印36(01"1)3.8102.111120],是很好的硅系混凝絮凝劑。污水中的各種中小分子有機污染物質被催化電解反應徹底降解為無機物，各種大分子有機污染物質被催化電解反應降解變性，由親水性變為疏水性脫穩后，瞬間直接被[Al(OH)3Fe(OH》SiCVnH20]絮凝捕捉結成微米級絮凝體，由后續工藝單元完成固液分離。另一方面催化電解過程中陰極催化產生雙氧水(H202),在F^+離子及其他催化劑的作用下，會對各種污染物質進行FORTEN強氧化還原反應，對難于降解有機物起有效氧化降解作用。無論什么酸性(無機或有機酸)廢水穿過該催化顆粒電極層時，H+部分被鐵置換，一部分被催化還原為氫氣；大分子有機物被催化氧化切斷時，也吸收了一部分H+，所以出水PH自動調至中性而無須投加堿。堿性廢水穿過該催化顆粒電極層時，HCT離子被氧化還原為H+和原生態氧，[O]對水中的有機物起催化氧化降解作用而消耗。由于部分磁性半導體陶瓷顆粒催化電極(215)具有電容式充電放電的功能，各種有機污染物首先被附著富集于催化電極表面或摻雜微鐵粉表面，置于脈沖電場作用下，雖然棒狀電極(207)輸入的脈沖電壓(2436V)不高，加在兩個半導體顆粒催化電極之間的平均充放電電壓只有0.240.36伏特，但因為球形電極之間的間距及雙性鐵微粒電極對之間的間距無窮小，只有10410-8M,球形電極之間局部微區域放電的電場強度為105106伏特^。既每米距離內有幾十萬至幾百萬伏特的電場強度，使得絕大多數有機污染物首先被超高電場強度擊穿活化，瞬間被雙性鐵電極對催化電解氧化還原作用而改變性質，并且瞬間被絮凝。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電極距度無窮小，在這個臨界狀態下，可產生超高電場強度，可發生極限催化電解反應水分子被擊穿導電；陽極氧化產生的原生態氧{0)可被陽極繼續氧化產生{03};也可抵達到陰極被還原產生{H202}。在此超高電場強度下，被處理水體中的任何細菌和病毒瞬間被擊穿碳化。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電容極度無窮大，大到無法計算和測量。因為不僅磁性陶瓷顆粒催化電機(215)表面上有很多微孔，它們大多數參與催化電解反應，而且摻雜微鐵粉(216)表面也有無數個微孔，其微孔比表面積以及活性遠遠優于活性碳粉末，并在變化中。摻雜微鐵粉表面上的無數個微孔，是在催化電解過程中自行造成的。在運行時，當其表面局部為陽極時，催化電解反應產生的部分質子，攻擊該表面，置換較活潑的金屬離子，造成無數個微坑；微坑的聚焦作用，使后續的置換多集中在這些微坑上。幾十分鐘后微孔就造好。當其表面局部為陰極時，催化電解反應產生的部分羥基，攻擊該表面，溶出鋁離子也可造就微孔;幾小時后就成了海綿微鐵粉。摻雜微鐵粉(216)在此裝置中的壽命為4872小時，在這段時間內摻雜微鐵粉(216)同時發揮電解劑、催化劑、吸附劑、絮凝劑等多種功能。日處理400MVd的該多功能臨界多元催化電解成套裝置內裝有約1N^磁性陶瓷顆粒催化電極(215),它們靠磁力吸附摻雜微鐵粉(216)約912Kg,而912Kg海綿狀摻雜微鐵粉(216)吸附總容積相當于約10噸活性碳顆粒的總吸附容積。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的催化是電極多元多體系，它們是鐵、銅、鋅、鋇、鎳、鈷、鉻、錳、鉬、鉤、銻、鋁、釩等等多種金屬中的至少三種，以利廢的形式少量摻雜入微鐵粉中；金屬氧化物氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉬、二氧化鈦、五氧化二釩、氧化鈀、氧化釕、氧化鎢、氮化硅、碳化硅、氧化鈰、氧化鋯、三氧化二鋁、氧化銻、鈦酸鋇、鈦酸鑭、鈦酸鍶、鈦酸鉛、氧化鎵、氧化銦及與氧化錫的絡合物，氧化銅、氧化鎂、氧化鋅、氧化鍺、氧化鈮、一氧化鐵及它們之間各種可能產生的陶瓷相絡合物等等，以混合微礦粉的形式燒結在陶瓷顆粒的結晶中和摻雜入微鐵粉中。該多功能臨界多元催化電解成套裝置正因為其工藝參數電極距度和電容積度達到臨界狀態；催化體系是多樣化又多元化，綜合而全面，所以水體穿過催化電解區的停留時間一般只須要IOO秒鐘，設計為210秒鐘。八、該多功能臨界多元催化電解成套裝置運行時，電極顆粒(215)呈蠕動滾動移動狀態。催化顆粒電極(216)之間會殘存少量污泥，周期性(每48小時)的定時自動啟動空壓機(402)，停止進水泵(227)，壓縮空氣進入催化電解罐(201)完成清洗過程，該清洗過程一般3~7分鐘可調。清洗后空壓機(402)自動停止，自動啟動進水泵(227)，污泥隨出水進入后續物化工藝單元進行固液分離。停止運行時須按上述方法人工操作清洗15分鐘，再停止運行。停止運行后，灌滿清水，以備下一次再啟動運行。該催化電解顆粒(215)每次補加一個或幾個包裝單位，根據裝置規格大小而定。因為裝置內電解床上部有較大備用空間，一般每半月補加一次為宜，摻雜微鐵粉每天補加六次，補充量視水質而定。該裝置最初試運行時，用自來水作原水從電解罐底部進入，啟動攪拌機，從電解罐頂部一次投加若干公斤摻雜微鐵粉，連續攪拌四小時，摻雜微鐵粉(216)就均布于電解床(208)所有的磁性陶瓷顆粒催化電極(215)表面了。該投加量一般是污水處理3天的用量。以后就規定時間，一天只投加6次，每次投加量是l天用量的1/6。該投加過程由配套微型水力詞料系統(601)來完成。摻雜微鐵粉水力詞料系統(601)的工作過程是啟動輸水泵(603),開啟閥門(611)，(615),和(612),啟動減速攪拌機(607);輸水泵(603)的出水分為兩股，一股經閥門(611)進入水力射流器(604)，一股經閥門(615)進入粉料流化攪拌罐(602)，粉料流化攪拌罐(602)內水位長期恒定在溢流管(608)的溢流口(618)處。從投料斗(617)人為投入摻雜微鐵粉(216)進粉料流化攪拌罐(602)。在粉料流化攪拌罐(602)內，在減速攪拌機(607)的攪拌葉片(619)的攪動下，摻雜微鐵粉(216)懸浮于水中呈流態化，隨水流從溢流管(608)的溢流U(618)流入，通過閥門(612)從水力射流器(604)的抽吸料口(609)進入水力射流器(604)，然后通過輸水管(606)進入電解罐(201)，摻雜微鐵粉(216)就這樣被投到電解床(208)上了。該裝置的棒狀電極(207)為普鋼套鈦鉻鎳不銹鋼管做成，具有磁性，以吸附微鐵粉作為其犧牲陽電極，并且定時調換正負極，但仍然有損耗，每12年需更換一次電極。更換方便簡單。采用該多功能臨界多元催化電解成套裝置，后續物化工藝單元減少絮凝劑投加量80%~90%。某些低濃度有機廢水處理甚至完全不再投加絮凝劑PAC或PSA。當作為電鍍廢水預處理工藝單元時，由于水中存在大量的金屬離子，除陰極的還原作用外,還須要太多的F^+離子起還原作用，因此每處理1000M^污水，須在該多功能臨界多元催化電解罐中投加4060kg摻雜微鐵粉。該多功能臨界多元催化電解成套裝置后續工藝單元可用沉淀池進行固液分離。處理一般電鍍廢水采用該多功能臨界多元催化電解裝置作為預處理單元，采用沉淀池作為固液分離單元，采用其他深度凈化裝置(如專利申請號為03108158.4,名為活性碳粉末涂層精細凈化磁濾成套裝置，)作為深度凈化單元，四類自然水排放，噸水運行成本小于2.8元，工藝系統特別簡單。日處理1000MVd,工程總投資約260萬元。用常規化學方法的工程總投資須280萬兀，噸水運行成木須5.5元,且出水CODcr和Las不能達標,不能進入RO膜進行精細凈化回州處理。而經過該多功能臨界多元催化電解成套裝置和其他深度凈化裝置處理后出水水質各指標已達到國家飲用自來水衛生標準。所以其出水可以進入RO膜進行除鹽精細凈化回用處理。用該多功能臨界多元催化電解成套裝置處理醫院廢水，后續工藝單元可用沉淀池，無須投加任何藥劑，出水既可達中水回用標準。噸水運行成本小于0.5元。印染廢水(CODcei600mg/L;BOD《550mg/L;色度^900倍)，經該多功能臨界多元催化電解成套裝置預處理后,無須投加任何藥劑，再經過沉淀池后，CODcr^120mg/L;BOD《40mg/L;色度SlO倍；再經過CSF裝置CODcr^60mg/L;BOD《20mg/L;色度=0倍。噸水運行成本小于0.7元。再生紙洗漿廢水，(CODc《1200mg/L;BOD《450mg/L;色度^400倍)，經該多功能臨界多元催化電解成套裝黧預處理后，無須投加任何藥劑，再經過沉淀池后，CODc《100mg/L;BOD^Omg/L;色度30倍；再經過其他深度凈化裝置后，CODc《50mg/L;BOD《20mg/L;色度=0倍，可會用。噸水運行成本小于0.7元；染料化工廢水(CODcr^16,000mg/L,BOD《5,000mg/L，色度^13，000倍，PH^912),經該多功能臨界多元催化電解成套裝置預處理，CODc《600mg/L，BOD5￡300mg/L，色度^100倍，PHS78。后再經四小時生化，再經過沉淀池后，CODcr^卯mg/L，BOD-30mg/L，色度《0倍，PH578。再經過其他深度凈化裝置處理后，CODcrS30mg/L,BOD《10mg/L，色度-0倍，PH^78。噸水運行成本小于2.5元；呋喃甲醛廢水(CODcrS27，000mg/L，BOD-9，000mg/L，色度^6,000倍，PH￡23),經該臨界綜合催化電解成套裝置預處理后，CODc《l,200mg/L，BOD5S550mg/L，色度^60倍，PHS78。為后續生化加物化工藝處理達標創造了條件。螺旋酶素中間體廢水(CODcr^37,OOOmg/L,BOD《8，000mg/L，色度S6，000倍，PH。.53.5),經該多功能臨界多元催化電解成套裝置預處理后，CODct^1,60Omg/L，BOD《900mg/L，色度S80倍，PH^78。為后續生化加物化工藝處理達標創造了條件。農藥廢水(CODcrS56,000mg/L，PH《.53.5)，經該多功能臨界多元催化電解成套裝置預處理后，CODcrS3,600mg/L,BOD5￡1600mg/L，色度Sl80倍，PH^78。為后續生化加物化工藝處理達標創造了條件。該多功能臨界多元催化電解成套裝置用耐腐蝕材料做成，。適應范圍PH=1.513.5CODcrS2,221，000mg/L。該多功能臨界多元催化電解成套裝置CODcr去除率大于85%卯％。該裝置壽命20年以上。該多功能臨界多元催化電解成套裝置運行性能穩定可靠，操作簡便，節能。它的各種綜合優良性能使污水處理總工程投資減少，占地減少，運行費用大幅降低，出水水質真正有保證。無二次污染。CODcr^20004,000mg/L時，噸水耗電0.65~0.95度，耗催化顆粒電極0.003kg,耗摻雜微鐵粉0扁0.025kg。CODcrS4,000~9，000rag/L,噸水耗電1.0-1.75度。耗催化顆粒電極0.004kg。耗鐵粉末0.025~0.03kg。CODcr^9，00022，000mg/L，噸水耗電1.55~4.5度。耗催化顆粒電極0.005kg。耗鐵粉末0.03~0.05kg。七、綜上所述，錢多功能臨界多元催化電解成套裝置吸取了傳統電解和傳統疾碳微電解工藝方法中的部分優點，也傻鑒了鐵碳徽電解流化床設備中的部分優點。克服了現有各種水處理電解工藝技術設備中的各種缺點。這種吸取和借鑒不是簡單的技術疊加，而是引用現代其他
技術領域：
的先進技術來改造和完善各種水處理電解工藝技術。該多功能臨界多元催化電解成套裝置與傳統電解法和鐵碳內電池微電解法、鐵碳微電解流化床有如下實質性區別-該多功能臨界多元催化電解成套裝置中使用摻雜微鐵粉作為犧牲陽極，傳統電解槽和傳統鐵碳內電池微電解及鐵碳微電解流化床設備中使用鋼板或鐵屑作為犧牲陽極，都有電解絮凝作用。但雖然都是鐵質材料，摻雜微鐵粉中人為摻入了催化劑，鋼板或鐵屑中沒有人為摻入催化劑。另外鐵屑比鋼板的比表面積大三個數量級，摻雜微鐵粉比鐵屑的比表面積大又三個數量級以上；摻雜微鐵粉比鋼板的比表面積大六個數量級以上。1.傳統電解槽外加電源是直流電源，該多功能臨界多元催化電解成套裝置外加電源是脈沖電源或直流電源，而傳統鐵碳微電解及鐵碳微電解流化床設備中沒有外加電源。2.該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電解床內裝有磁性陶瓷顆粒催化電極，傳統電解槽和傳統鐵碳微電解及鐵碳微電解流化床設備中沒有。3.傳統電解槽的電極之間的間距為810mm,傳統鐵碳微電解的電極之間的間距為0.012mm，鐵碳微電解流化床設備中電極之間的間距為23mm。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電極之間的間距為0.00010.001mm。這電極距度和電容積度兩個參數相差幾個數量級，表明水凈化處理能力和容量相差極大。該多功能臨界多元催化電解成套裝置與"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"相比，也有如下實質性區別1，該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電解床內裝填的是磁性陶瓷顆粒催化電極，每顆催化電極都導電，都有永磁性，都有催化功能；"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"的電解床內裝填的是三種顆粒，兩種是石墨顆粒和樹脂顆粒作為導電雙性電極；另一種是活性碳顆粒不導電只作為催化劑的載體而附著了一些種金屬氧化物催化劑。2，該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電解床內的磁性陶瓷顆粒催化電極的表面吸附有大量摻雜微鐵粉；"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"的電解床內裝填的三種顆粒都無磁性，都不吸附鐵粉。3,該多功能臨界多元催化電解成套裝置是催化電解工藝原理。"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝黧"實質上是電解催化氧化工藝原理。因為多功能臨界多元催化電解成套裝置的電解床內的雙性電極暴磁性陶瓷顆粒催化電極和摻雜微鐵粉，它們都導電又都具有催化功能。"同心圓電極多相多元儸化電解氧化污水處理裝置"的電解床內的雙性電極是石墨顆粒和樹脂顆粒，它們導電但不具催化功能；麗活性炭顆粒有催化功能，但不導電。4該多功能臨界多元催化電解成套裝置的輸入外電源陽極電極是具有磁性的用金屬材料做成的電極。"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"的輸入外電源電極是用石墨材料做成的電極，不具有磁性。5該多功能臨界多元催化電解成套裝置的雙性電極之間的間距為0.00010.001mm。"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"的雙性電極之間的間距為13mm。該多功能臨界多元催化電解成套裝置的電解床內的雙性電極的比表面積無窮大，比"同心圓電極多相多元催化電解氧化污水處理裝置"的雙性電極的比表面積大三個數量級以上。另外，該多功能臨界多元催化電解成套裝置中的磁性陶瓷顆粒催化電極與專利申請號為02815228.X，名為:"導電催化劑顆粒及其生產方法，氣體一擴散催化電極和電化學器件"。也有如下實質性區別-1，"導電催化劑顆粒"導電但沒有磁性。該磁性陶瓷顆粒催化電極既導電又有磁性。2，"導電催化劑顆粒"上的催化劑是各種金屬，該磁性陶瓷顆粒催化電極上的催化劑是各種金屬的氧化物。3，"導電催化劑顆粒"上的金屬催化劑是沉積在顆粒的表面，該磁性陶瓷顆粒催化電極上的金屬氧化物催化劑是燒結在陶瓷顆粒內，表面上也有；表面磨損后，內層催化劑又暴露出來，長久具有催化功能。"導電催化劑顆粒"因此不能應用于有磨損的場合。總之，該多功能臨界多元催化電解成套裝置具有實用性，新穎性和創造性。八、該多功能臨界多元催化電解成套裝置的試驗模型樣機已被制造出來，其參數如下電解罐(201)用有機玻璃等做成，直徑100mm,電解罐(202)高度550mtn;承托層(212)高度110mm;承托層填料(217)d=8llmm。棒狀電極(207)五層，每層四個棒狀電極，每個棒狀電極都有磁性。減速攪拌機(203)lOw;轉速6轉/min。脈沖電源(301)頻率50025000Hz可調，電壓1236v可調，功率60VA。磁性陶瓷顆粒催化電極(215)cN2.55mm，兩種按1:1比例混合，裝填高度300mm。配有一個微型水泵(227)和一個轉子流量計，配有一個微型空壓機(402)。摻雜微鐵粉(216)投入4.5克；輸入自來水，開啟減速攪拌機(203),開啟空壓機(402)，開啟脈沖電源(301)。輸入自來水空載運行60分鐘，觀察電解罐(202)內磁性陶瓷顆粒催化電極(215)在慢慢滾動,空氣泡從電解罐(202)底部向上串動，調節進氣閥減少進氣量，不使磁性陶瓷顆粒催化電極(215)膨賬，電解床上水表面出現大量細小微氣泡。摻雜微鐵粉(216)慢慢向下傳遞。出水慢慢變成淺黃色。淺黃色是摻雜微鐵粉發生l一4式和1一10式電化學氧化還原反應，產生水合氧氫化鐵(Fe(OH),H20)的微絮凝體的顏色。脈沖電源(301)頻率調為5000Hz，電壓調為24v。電流表顯示平均電流為0.4A。10Min后出水淺黃色度穩定，各參數穩定。60min后各參數仍然穩定，停止運行，出水淺黃色度也穩定，觀察沒有發現摻雜微鐵粉(216)穿透到電解罐(202)底部承托層(212)內。這表明一切正常，停止運行。然后分別輸入三種實際工業生產廢水進行試運行。試驗運行及化驗數據如下表一，海鳴衛浴用品股份有限公司電鍍廢水及人工模擬高濃電鍍廢水處理試驗報告地點武漢長航給排水環境節能設備成套工程公司實驗室時間2006年5月12口下午試驗流程用海鷗衛浴用品股份有限公司電鍍廢水<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>實驗人員烏&建平，張玉兵。化驗人員張玉兵。二，朝陽某化工股份有限公司含硝基苯生產廢水處理試驗報告地點武漢長航給排水環境節能設備成套工程公司實驗室時間2006年5月14日下午試驗流程水樣來自東北一">多功能臨界多元催化電解成套裝置，—~^活性炭顆粒過濾器。運行2小時，流量121/h。編<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>實驗人員璣建平，張玉兵。化驗人員張玉兵。上述模型實驗中，水體在電解床內的停留時間只有2.53分鐘，在這短的時間內，就將酸性水和堿性水自動調為中性而未投加任何藥劑；對高濃度有機污染CODcr去除率大于90%,而能耗很小。該定性模fi實驗從事實上說明了該發明一多功能臨界多元催化電解成套裝置的使用意義，從事實上證明了該發明一多功能臨界多元催化電解成套裝置具有實用性，新穎性和創造性。該多功能臨界多元催化電解成套裝置實際工程設計例如下電解罐(201)直徑(D產600mm,高度H,-2240ram，承托層(212)高度H2_270mm:承托層填料d=812mm,電解床(208)高度H3-9501150mm,詞性,顆粒催化電極(215)的直徑d=35.5mm,第一種磁性陶瓷顆粒催化電極和第二種磁性陶瓷顆粒催化電極的混合比為1:0.751.0。棒狀電極(207)5層，每層4個。減速攪拌機(203)的葉片(214)7層，每層2片。減速攪拌機(203)的功率0.35KW,速度0.50.75轉/Mhi。電解電源(301)為方波脈沖電源，工率-3KVA,頻率0.052.5千赫茲HJ"調，脈沖電壓2446V可調，波峰時間t與波底時間to之比為1:15,可調。多孔進水配水管系(204)和多孔集水出水管系(206)的主干管(218)約直徑Dn-50mm。溢流管(209)的直徑Dn=65mm。多孔進氣布氣管系(205)的直徑DKNY^20imn。摻雜微鐵粉飼料系統(601)的粉料流化攪拌罐(602)的直徑(p=200mm;粉料流化攪拌罐(602〗的高度h-2幼mtn;輸水泵(603)揚程22M,流量2M3/h,功率0.3KW。水力射流器(604)為0.75英寸規格。壓水管(605)直徑3/4英寸。輸水管(606)S徑3/4英寸。減速攪拌機(607)功率0.12KW;轉速125轉/Min。溢流管(608)直徑1/2英寸。清洗系統(401)的空壓機(402)功率為0.5KW;貯氣罐(403)<D3=350mm;H3=1200mm。壓氣管(408)直徑3/8英寸；輸氣管(404)直徑1/2英寸。電解罐(201)下部的進氣布氣管系(205)直徑1/2英寸。原水泵(227)揚程1822M，流暈5悉M3/h，功率0,5KW。該設ft"例B^:璣高濃度工業有機污染廢水120150M3。總裝機容量4.27KW。占地2M2。九、顯然〗該癱功簾嗨界多元催化電解成套裝置可以被簡化，比如1、將磁性陶瓷顆粒催化電極(215)改為陶瓷顆粒催化電極，不具有磁性，只具有催化功能和導電功能在運行時，因為陶瓷顆粒催化電極沒有磁性，不能投加摻雜微鐵粉(216)和(或)普通鐵粉而形成臨界狀態，也沒有鐵質電極的多種功能；輸入方波脈沖電源，也產生多兀催化電解反應，也能較好地處理中低濃度的工業有機污染廢水。適應范圍4.5SPHS10.5，CODcd,500mgA,CODcr去除率=6070*/。，不能殺滅細菌和病毒，運行成本接近傳統電解法，去除每KgCODcr耗電0.951.35度。雖然此種簡化不是臨界多元催化多功能電解，但使用了該發明一多功能臨界多元催化電解成套裝置的部分關鍵技術一陶瓷顆粒催化電極和其他技術，因此這種簡化技術裝置也屬于木發明一多功能臨界多元催化電解成套裝置專利要求的保護范圍。2、將磁愧陶瓷顆粒催化電極(215)改為磁性陶瓷顆粒，只具有磁性，不具有催化功能，也不具有導電功能；在運行時，投加摻雜微鐵粉和投加普通鐵粉)；輸入方波脈沖電源或直流電源，由于摻雜微鐵粉和普通鐵粉具有催化功能和其他多種功能也產生臨界催化電解反應，其污水處理凈化性能比第一種簡化要優越一些；適應范圍3.5^PH^11.5,CODcr^4，000mg/l，CODcr去除率=6575%，能殺滅細菌和病毒，去除每KgCODcr耗電0.85U5度。此種簡化也使用了該發明的部分關鍵技術一磁性陶瓷顆粒，摻雜微鐵粉和其他技術，因此這種簡化技術裝置也屬于本發明一多功能臨界多元催化電解成套裝置專利要求的保護范圍。3、將磁瓷顆粒催化電極(215)改為磁性陶瓷顆粒電極，具有磁性和導電性，不具有催化功能；在運行時，投加摻雜微鐵粉和普通鐵粉；輸入方波脈沖電源或直流電源，也產生多功能臨界催化電解反應。適應范圍2.5SPH^12.5，CODcr^6，000mg/1,CODcr去除率=7082.5°/。，能殺滅細菌和病毒，去除每KgCODcr耗電0.650.95度。此種簡化也使用了該發明的部分關鍵技術一磁性陶瓷顆粒電極，摻雜微鐵粉和其他技術，因此這種簡化技術裝置也屬于本發明一多功能臨界多元催化電解成套裝置專利要求的保護范圍。4、將磁性掏瓷顆粒催化電極(215)改為磁性陶瓷催化顆粒，具有磁性和催化功能，不具有導電功能(不能稱為電極)；在運行時，投加摻雜微鐵粉和普通鐵粉；因為摻雜微鐵粉既是電極又是催化劑，輸入方波脈沖電源或直流電源后，也產生多功能臨界多元催化電解反應。適應范圍-2.5SP形12.5,CODc《12，000mg/,CODcr去除率=7585%，也能殺滅細菌和病毒，去除每KgCODcr耗電0.450.65度。此種簡化也使用了該發明的部分關鍵技術一磁性陶瓷催化顆粒，摻雜微鐵粉和其他技術，因此這種簡化技術裝置也屬于本發明一臨界多元催化多功能電解成套裝置專利要求的保護范圍。事實上，上遂第一種簡化使用意義不大，因為適用范圍小,能耗高,不能處理CODc66,00022，000扱g/L范,的搴濃度篇難疾工業污染有機廢水；且運行費用高，同規格設備投資減少不到15%，30%,運杼費,加1耨％封300%，CODcr去除率=6070%。而該多功能臨界多元催化電解成套裝置不僅能髙效處理凈化CODcd2，000mg/L22,000mg/L的髙濃度,離難度工業污染有機廢水，CODcr去除率^90%;而且也能髙效處理凈化CODcr^5000mg/L的中低濃度工業污染有機廢水，CODcr去除率^2.5%;而且也能高效處理凈化CODcr^1500mg/L的低濃度工業污染有機廢水，CODcr去除率295%;而且同規格設備污水處理量要增加60%100°/。。比如上述設例，電觶罐(201)的直徑-600mm的臨界多元多功能催化電解成套裝置的處理能力在原水CODci5l^000mg/L22,000mg/L時為120M3/d150M3/d;在原水CODcr^l,500mg/L3,500mg/L時為160M3/d180M3/d;在原水CODcr^900mg/L1,500mg/L時為190M3/d240M3/d;在原水CODcr^400mg/L900mg/L時為260M3/d300M3/d;而同樣規格的第一種簡化型在原水CODci^4，000mg^L時處理能力為120M3/d150M3/d。該臨界多元多功能催化電解成套裝置也能高效處理B22,000^CODci^55,000mg/L的特髙濃度工業污染有機廢水,CODcr去除率《5%~80%。上述第二種，第三種和第四種簡化可以用于CODci^4,000mg/L,CODci^6,000mg/L和CODcr^12,000mg^L中等濃度污水處理工程。該臨界多元多功能催化電解成套裝置正是從上述幾種簡化中慢饅的實驗研究發展而來。該多功能臨界多元催化電解成套裝置建立在嚴謹嚴密的科學理論基礎之上和大量的科學實驗研究之上。該多功能臨界多元催化電解成套裝置具有適應范圍廣，對有機污染去除率特髙，肖撫特低，運行費用特便宜，投資節省，運行穩定可靠，使用壽命長，操作簡便，占地小。采用該多功能臨界多元催化電解成套裝置作為各種工業廢水(包括酸性或堿性)處理的預處理工藝單元，后續工藝單元大量減少投藥量，完全不投加酸或堿來調節PH質，大量減少了污泥抹堡，從而大幅度的簡化了后續各工藝單元。該多功能臨界多元催化電解成套裝置將來會是環保工程師污水凈化處理的首選設備。如下附圖1為多功能臨界多元催化電觶成套裝置系統原理圖。附圖2為多孔進水配水管系(204)、多孔進氣布氣管系(205)及丟水管系(210)的平面示意圖。附圖3為棒狀電極(207)的結構示意圖。附圖4為雙性電極電解槽原理示意圖。附圖5為鐵碳電極對內電池微電解裝置原理示意圖。附圖6為綜合固定床電解槽原理示意圖。附圖7為同心園電極多相多元催化電解氡化裝置原理示意圖。附圖8為鐵碳微電解流4tm裝置原理示意圖。權利要求1、一種多功能臨界多元催化電解成套裝置，適用于各種工業污水凈化工藝的預處理設備，特別適用于各種中高凈化難度工業污水和酸性或者堿性工業污水的預處理工藝；本發明的特征是該成套裝置由電解罐(201)，電解電源(301)，清洗系統(401)，電控柜(501)，摻雜微鐵粉飼料系統(601)等所組成。2、根據權利要求1所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是電解罐(201)由罐體(202),減速攪拌機(203),多孔進水配水管系(204)，多孔進氣布氣管系(205)，多孔集水出水管系(206),棒狀電極(207),磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)，溢流管(209)，丟水管系(210)等所組成。3、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是罐體(202)為圓柱形狀，罐內底部;d^f安裝有多孔進水配水管系(204),在多孔進水配水管系(204)的下方60mm200mm處水平安裝有多孔進氣布氣管系(205)，在多孔進氣布氣管系(205)下方100mm260mm處水平安裝有多孔丟水管系(210);在多孔丟水管系(210)的下方60mm120mm處安裝有底封頭(.211);底封頭(211)下安裝有三至四個罐腳(223)，在底封頭(211)下方在兩罐腳(223)之間安裝有卸料孔(222);在罐體(202)的頂部中央安裝有1臺減速攪拌機(203);減速攪拌機(203)的中軸(213)垂直向下延伸到多孔進水配水管系(204)的上方約160~280mm處；中軸(213)下部水平安裝有K層攪拌葉片(214),中軸(213)上部安裝有碳刷滑環(228);在罐體(202)的圓周罐壁上水平安裝有N層棒狀電極(207);在罐體(202)內離罐頂150400mm處水平安裝有溢流管(209)，在溢流管(209)的下方150mm400mm處水平安裝有多孔集水出水管系(206)，在多孔集水出水管系(206)下方300mm600mm處與多孔進水配水管系(204)的上方約100mm200mm處之間裝填有磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)，磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)的深度約9001600mm;最下層棒狀電極(207)水平安裝在多孔進水配水管系(204)上方約200mm400mm處，棒狀電極(207)最上層水平安裝在磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)表面下100mm400mm處；棒狀電極(207)上下層間距約1S0300mm，棒狀電極(207)在罐體(202)圓周展開面上的水平間距約200mm700mm,棒狀電極(207)的層數N-48層；棒狀電極(207)每層有2n個，n為自然數；棒狀電極(207)是通過不銹鋼內嫘(226)安裝在罐體(202)上的；在底封頭(211)之上與磁性陶瓷顆粒催化電極電。。解床(208)之下裝填有顆粒承托層(212);中軸(213)上的攪拌葉片(214)的層數K-N+2層，攪拌葉片(214)的最下層和最上層分別距棒狀電極(207)的最下層和最上層約60mm120mm;棒狀電極(207)和攪拌葉片(214)上下交錯均布。。4、根雜權剩要求l、2和3所述的多功能臨界多元催化電解成套裝備，其特征是磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)由三種磁性陶瓷顆粒催化電極(215)中的至少一種所組成；而磁性陶瓷顆粒催化電極(215)之間吸附有摻雜微鐵粉和普通微鐵粉的混合物(216);承托層(212)由直徑為6mm12mm圓球形普通陶瓷顆粒或小卵石(217)所組成；摻雜微鐵粉和普通微鐵粉的混合物(216)的混合質量比例摻雜微鐵粉普通微鐵粉-i:o.oo.5。5、根據權利要求1、2、3和4所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是組成磁性陶瓷顆粒催化電極電解床(208)的三種磁性陶瓷催化顆粒電極(215)的直徑為2.5mm7.5mm，園球形；該三種磁性陶瓷催化顆粒電極(215)的內層由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑粉末混合均勻后制成小球；外層粉體材料不同而分為三種磁性陶瓷顆粒催化電極(215):第一種是由具有導電性能的微粉末和各種金屬氧化物催化劑微粉末及少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而成球；第二種是由具有高介電系數鐵電體性能的陶瓷粉末和各種金屬氧化物催化劑微粉末及少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；第三種是由永磁性材料鐵氧體微粉末和各種金屬氧化物催化劑微粉末及少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；這三種球風干后，高溫燒制而成陶瓷顆粒，最后置于磁場下通磁而永久具有磁性；第三種也可是只由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；這三種球風干后，高溫燒制而成陶瓷顆粒，最后置于磁場下通磁而永久具有磁性。6、根據要求1、2、3、4、5所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的內層直徑約1.0~3mm,外層厚度約1.0mm2.5mm。7、根據要求l、2、3、4、5和6所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的內層由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑微粉末混合均勻后制成小球，其粘結劑粉末是陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是鐵氧體微粉末陶瓷粉末淀粉=1:o.oio.05:0.050.15。8、根據要求1、2、3、4、5和6所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是三種磁性陶瓷顆粒催化電極(215)的外層材料分別是-第一種的外層材料中的有導電性能的微粉末是指氧化銦和(或)二氧化錫中的至少-種；第一種的外層材料中的各種金屬氧化物^i化劑微粉末是指鉻、銅、鎳、鋅、鉆、鎢、釩、鎳、鋁、鉛，錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺、釕、鈀等的金屬氧化物之中的至少三種；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是氧化銦或二氧化錫金屬氧化物催化劑普通陶瓷粉末淀粉=1:0.05~€.25:0.01~0.1:0.05~0.15。第二種的#層材料中的具有高介電系數鐵電性能的陶瓷粉末是維鈦酸鋇與或辨酸鍶等鈦^鹽類陶瓷微粉來中靖至少，種，或鈮酸鹽類陶瓷微粉末中的至少一種;第二種的外層材料中的各種金羼氧化物催化劑徵粉苯是指鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺、釕、鈀等的金屬氧化物之中的至少三種；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是-鈦酸鹽類或鈮酸鹽類陶瓷微粉末金屬氧化物催化劑普通陶瓷粉末淀粉=1:0.050.25:O.O卜O.l:0.050.25。第三種的外層材料中的永磁性材料是鐵氧體微粉末；第三種的外層材料中的各種金屬氧化物催化劑微粉末是指鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺、釕、鈀等的金屬氧化物之中的至少三種；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉；其質量比例是-鐵氧體微粉末金屬氧化物催化劑普通陶瓷粉末淀粉=i:o.05o.25:o.o卜o.i:o.05o.i5。第三種的外層材料也可以是只由永磁性材料鐵氧體微粉末和少量粘結劑粉末混合均勻后滾制涂層于小球的外層而制成球；其粘結劑粉末是普通陶瓷粉末和淀粉。其質量比例是-鐵氧體微粉末普通陶瓷粉末淀粉=1:o.o卜o.i:o.05o.i5。9、根據權利要求l、2、及4所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是摻雜微鐵粉和普通微鐵粉的混合物(216)的輕徑為30150微米；摻雜微鐵粉(216)(當普通微鐵粉的混入量為零時)是廢鋼鐵回收重新冶煉，微量摻有Ml和M2兩類雜質，Ml是硅，磷及各種金屬鉻、鎳，鈷、釩、鋁、鉛、錫、銻、錳、鎢、鋅、鋇、鎂、銅、釩、等的氧化物之中的至少一種；M2是各種工業廢合金粉，其中含有鉻、銅、鎳、鋅、鈷、鎢、釩、鎳、鋁、鉛、錫、銻、錳、鍶、鋇、鈰、鎵、鍺等之中的至少一種；鐵質與Ml和M2的質量比例為1.0:0.050.25:0.010.15。10、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是電解電源(301)是直流電源或直流方波脈沖電源中的至少一種。電壓12V110V;其輸出電纜(302)的正極與電解罐(201)上的棒狀電極(207)相連接；其輸出電纜(302)的負極與罐體(202)和通過碳刷滑環(228)與攪拌葉片(214)相連接。11、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是清洗系統(401)由空壓機(402)，貯氣罐(403)，壓氣管(408)，輸氣管(404)等所組成；輸氣管(404)上安裝有逆止閥(405),減壓閥(406),電磁閥(407);電解罐(201)下部的進氣布氣管系(205)通過輸氣管(404)與貯氣罐(403)相連接；空壓機(402)通過壓氣管(408)與lt!氣罐(403)相連接；貯氣罐(403)上安裝有安全閥(409)和丟水管(410)及壓力表(412)。12、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是摻雜微鐵粉飼料系統(601)是徼型水力輸送系統，它由粉料流化攪拌罐(602),輸水泵(603),水力射流器(604),壓水管(605),輸水管(606)等所組成；粉料流化攪拌罐(602)的上部裝有一臺減速攪拌機(607),粉料流化攪拌罐(602)內中下部中心裝有一根溢流管(608);該溢流管(608)穿過粉料流化攪拌罐(602)的底板(616)并通過閥門(612)與水力射流器(604)的抽吸料口(609)相連通；輸水泵(603)通過壓水管(605)與水力射流器(604)的噴嘴(610)相連通；壓力管(605)上安裝有閥門(611);輸水管(606)的一端與水力射流器(604)的出流口(613)相連通，另一端延伸至電解罐(201)內的多孔集水出水管系(206)下方約300~500mm處；流化供水支管(214)—端與壓水管(605)相連通，通過閥門(615)、另一端延伸至粉料流化攪拌罐(602)內離底板(616)約6080ttun處；粉料流化攪拌罐(602)的上部裝有一個投料斗(617)，投料斗(617)的出口(620)低于溢流管(608)的溢流口(618)約60300mm，高于底板(616)50~150mm。13、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是多孔進水配水管系(204)、多孔進氣布氣管系(205)，及丟水管系(210)分別由主干管(218)和多根支管(219)組成，支管上均勻鉆有很多直徑為4~8mm的小孔，并且用40目~60目不銹鋼絲網將支管完全包扎；多孔進水配水管系(204)的入水口(221)處安裝有射流器(220);射流器(220)的入口通過閥門(224)與原水泵(227)相連接。14、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是陰極是攪拌葉片(214)和罐體(202)，陽極是棒狀電極(207)。15、根據權利要求1和2所述的多功能臨界多元催化電解成套裝置，其特征是棒狀電極(207)由鐵棒芯(220)，不銹鋼電極套管(221),內絕緣套(222),絕緣保護套(223)，永磁鐵(224),接線螺母(225),不銹鋼內螺(226)等所組成；絕緣保護套(223)上開有兩個接線孔(227);不銹鋼內螺(226)焊接在罐體(202)的罐壁上。全文摘要本發明公開了一種適用于各種污水，特別適用于各種中高凈化難度和中高有機污染濃度的工業污水(包括酸性或堿性)的預處理工藝設備——多功能臨界多元催化電解成套裝備。該成套裝置由電解罐、電解電源、清洗系統，摻雜微鐵粉飼料系統，原水泵、電控柜及相互連接的管道閥門、電纜電線等所組成。電解罐電解床內裝填有大量的磁性陶瓷顆粒催化電極，其陶瓷基晶格中結合了多種催化物質。運行時，在電解罐內定期投加摻雜微鐵粉，被磁力均布于每個磁性顆粒電極的表面，形成無數個三維雙性電極對，在電場的作用下，對污水中的各種污染物質進行多功能臨界多元高效催化電化學氧化還原反應及完成微絮凝過程。該成套裝置具有全方位的優越綜合實用性能。文檔編號C25B9/00GK101096279SQ20061009483公開日2008年1月2日申請日期2006年6月28日優先權日2006年6月28日發明者鄔建平申請人:武漢長航給排水環境節能設備成套工程公司