公布日：2022.04.22

申請日：2021.12.13

分類號：C02F1/46(2006.01)I;C02F1/467(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I

摘要

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器及其使用方法；本發(fā)明包括一組串聯(lián)的處理組件，處理組件的數(shù)量至少為一組，處理組件包括處理箱以及設(shè)置在處理箱上電催化組件、分散組件和循環(huán)組件，電催化組件包括陽極板、陰極板和沸石，分散組件包括定位板和超聲波發(fā)生器，陽極板和陰極板的內(nèi)部均設(shè)有電磁鐵，所述電磁鐵的表面電絕緣，所述電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向均沿橫向，所述沸石內(nèi)部均設(shè)有磁導(dǎo)體制成的內(nèi)芯，循環(huán)組件包括循環(huán)管和特斯拉閥管；本發(fā)明能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)存在效率不佳和維護成本較高等問題。

權(quán)利要求書

1.一種用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于：包括一組串聯(lián)的處理組件，所述處理組件的數(shù)量至少為一組，所述處理組件包括處理箱（1）以及設(shè)置在處理箱（1）上電催化組件、分散組件和循環(huán)組件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述處理箱（1）的外觀整體上呈方形，所述處理箱（1）底部對稱地設(shè)有一組支撐腳（2），所述處理箱（1）的頂部可拆卸且密封式地固定有與之匹配的箱蓋（3），所述處理箱（1）靠近其底部的前端側(cè)壁上對稱地開設(shè)有一組進水孔，所述處理箱（1）靠近其底部的后端側(cè)壁上對稱地開設(shè)有一組進氣孔，所述進水孔上均連接有進水管（4），所述進水管（4），所述進氣孔中均可拆卸且密封式地穿接有曝氣管（5），所述曝氣管（5）均通過導(dǎo)氣管（6）連接至曝氣泵（7）的輸出端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述處理箱（1）和箱蓋（3）的內(nèi)壁均設(shè)有電絕緣層（8），所述電絕緣層（8）的表面設(shè)有防腐蝕層（9）；所述曝氣泵（7）的輸入端還依次連接有分子篩制氧機（10）和高效空氣過濾裝置（11）；所述進水管（4）上均設(shè)有流量閥（12），所述曝氣管（5）上均設(shè)有單向閥（13）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述箱蓋（3）的中部貫穿有出水孔，上一級所述處理箱（1）上的箱蓋（3）上的出水孔與下一級所述處理箱（1）上的進水管（4）之間通過轉(zhuǎn)運管（14）連接，所述轉(zhuǎn)運管（14）上還設(shè)有轉(zhuǎn)運泵（15）；所述箱蓋（3）的頂部還對稱地設(shè)有一組排氣管（16）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述電催化組件包括陽極板（17）、陰極板（18）和沸石（19），所述陽極板（17）和陰極板（18）在處理箱（1）內(nèi)部呈等間距且交錯式的分布，所述陽極板（17）和陰極板（18）的端部分別安裝在處理箱（1）內(nèi)壁上與之對應(yīng)的安裝座（20）上，所述沸石（19）投放在處理箱（1）內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述分散組件包括定位板（21）和超聲波發(fā)生器（22），所述處理箱（1）內(nèi)部沿著橫向均勻地分布有一組定位板（21），所述定位板（21）的數(shù)量加一等于陰極板（18）和陽極板（17）的數(shù)量之和，所述定位板（21）上端的板面上密布有超聲波發(fā)生器（22），并且同一所述定位板（21）上所有超聲波發(fā)生器（22）發(fā)出的聲波在空間上進行疊加后產(chǎn)生沿著垂直方向均勻分布的駐波波節(jié)，并且所述駐波波節(jié)在定位板（21）長邊方向也是均勻分布，所述駐波波節(jié)均處于相鄰的陽極板（17）和陰極板（18）之間夾持的空間區(qū)域，并且每對相鄰所述陽極板（17）和陰極板（18）之間的駐波波節(jié)的數(shù)量相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述陽極板（17）和陰極板（18）的內(nèi)部均設(shè)有電磁鐵（23），所述電磁鐵（23）的表面電絕緣，所述電磁鐵（23）產(chǎn)生的磁場方向均沿橫向，所述沸石（19）內(nèi)部均設(shè)有磁導(dǎo)體制成的內(nèi)芯（24）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述循環(huán)組件包括循環(huán)管（25）和特斯拉閥管（26），所述處理箱（1）橫向兩端的側(cè)壁上均對稱地設(shè)有一組循環(huán)管（25），所述循環(huán)管（25）上端的管口高于安裝座（20）的上端，并且所述循環(huán)管（25）下端的管口低于安裝座（20）的下端，所述循環(huán)管（25）上均設(shè)有特斯拉閥管（26），所述特斯拉閥管（26）的導(dǎo)通方向為從上至下。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述處理箱（1）的內(nèi)部還設(shè)有一對緩流板（27），在垂直方向上所述循環(huán)管（25）下端的管口和定位板（21）的下端之間設(shè)有一個緩流板（27），另一個所述緩流板（27）在垂直方向上設(shè)置在循環(huán)管（25）上端的管口和箱蓋（3）之間，所述緩流板（27）上均密布有柵孔（28）。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：S1，在處理箱（1）內(nèi)部投放適量的沸石（19），并蓋上箱蓋（3）；S2，緊接上述S1，通過進水管（4）將污水緩慢的注入處理箱（1）中；S3，緊接上述S2，通過曝氣泵（7）向處理箱（1）中的污水進行曝氣，從而提升處理箱（1）中污水的含氧量；S4，緊接上述S3，啟動陽極板（17）、陰極板（18）和超聲波發(fā)生器（22），從而讓相鄰的陰極板（18）和陽極板（17）之間形成單向的勻強電場，同時讓超聲波發(fā)生器（22）在污水處理箱（1）內(nèi)部的空間中產(chǎn)生均勻分布的駐波波節(jié)；S5，緊接上述S4，曝氣管（5）釋放的氣泡和污水向上流動時產(chǎn)生的合力將沸石（19）向上托起，當沸石（19）運動至駐波波節(jié)處時，沸石（19）會被困在駐波波節(jié)上，從而實現(xiàn)沸石（19）在處理箱（1）內(nèi)部的空間中均勻地分布，然后沸石（19）在陽極板（17）和陰極板（18）之間的電場作用下帶電而成為第三電極；S6，緊接上述S5，污水在富氧、電場和沸石（19）的共同作用下被充分反應(yīng)，從而提升污水中有機物的降解效果；S7，緊接上述S6，污水在反應(yīng)降解的過程中產(chǎn)生的氣體以及曝氣管（5）釋放的氣泡會從排氣管（16）排出，同時位于電催化組件上方的污水會經(jīng)過循環(huán)管（25）在處理箱（1）中進行循環(huán)流動；S8，緊接上述S6，處理箱（1）中經(jīng)過凈化的污水經(jīng)箱蓋（3）上的轉(zhuǎn)運管（14）被轉(zhuǎn)運至下一級的處理箱（1），下一級的處理箱（1）對污水的處理過程與上述S1-S7相同；S9，緊接上述S8，當污水完成凈化后，將處理箱（1）之間分離，并將進水管（4）連接至收集池，并將轉(zhuǎn)運管（14）連接至清水池；S10，緊接上述S9，通過轉(zhuǎn)運管（14）向處理箱（1）中注入清水，然后啟動電磁鐵（23），從而在處理箱（1）內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場，從而讓沸石（19）在變化磁場的作用下對緩流板（27）、陽極板（17）和陰極板（18）的表面進行碰撞，從而將緩流板（27）、陽極板（17）、陰極板（18）和沸石（19）表面的化學沉垢砸除，并使化學沉垢破碎成尺寸小于柵孔（28）的微小顆粒；S11，緊接上述S10，通過進水管（4）將污水和化學沉垢排出至收集池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器，包括一組串聯(lián)的處理組件，所述處理組件的數(shù)量至少為一組，所述處理組件包括處理箱以及設(shè)置在處理箱上電催化組件、分散組件和循環(huán)組件。

更進一步地，所述處理箱的外觀整體上呈方形，所述處理箱底部對稱地設(shè)有一組支撐腳，所述處理箱的頂部可拆卸且密封式地固定有與之匹配的箱蓋，所述處理箱靠近其底部的前端側(cè)壁上對稱地開設(shè)有一組進水孔，所述處理箱靠近其底部的后端側(cè)壁上對稱地開設(shè)有一組進氣孔，所述進水孔上均連接有進水管，所述進水管，所述進氣孔中均可拆卸且密封式地穿接有曝氣管，所述曝氣管均通過導(dǎo)氣管連接至曝氣泵的輸出端。

更進一步地，所述處理箱和箱蓋的內(nèi)壁均設(shè)有電絕緣層，所述電絕緣層的表面設(shè)有防腐蝕層；所述曝氣泵的輸入端還依次連接有分子篩制氧機和高效空氣過濾裝置；所述進水管上均設(shè)有流量閥，所述曝氣管上均設(shè)有單向閥。

更進一步地，所述箱蓋的中部貫穿有出水孔，上一級所述處理箱上的箱蓋上的出水孔與下一級所述處理箱上的進水管之間通過轉(zhuǎn)運管連接，所述轉(zhuǎn)運管上還設(shè)有轉(zhuǎn)運泵；所述箱蓋的頂部還對稱地設(shè)有一組排氣管。

更進一步地，所述電催化組件包括陽極板、陰極板和沸石，所述陽極板和陰極板在處理箱內(nèi)部呈等間距且交錯式的分布，所述陽極板和陰極板的端部分別安裝在處理箱內(nèi)壁上與之對應(yīng)的安裝座上，所述沸石投放在處理箱內(nèi)部。

更進一步地，所述分散組件包括定位板和超聲波發(fā)生器，所述處理箱內(nèi)部沿著橫向均勻地分布有一組定位板，所述定位板的數(shù)量加一等于陰極板和陽極板的數(shù)量之和，所述定位板上端的板面上密布有超聲波發(fā)生器，并且同一所述定位板上所有超聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波在空間上進行疊加后產(chǎn)生沿著垂直方向均勻分布的駐波波節(jié)，并且所述駐波波節(jié)在定位板長邊方向也是均勻分布，所述駐波波節(jié)均處于相鄰的陽極板和陰極板之間夾持的空間區(qū)域，并且每對相鄰所述陽極板和陰極板之間的駐波波節(jié)的數(shù)量相同。

更進一步地，所述陽極板和陰極板的內(nèi)部均設(shè)有電磁鐵，所述電磁鐵的表面電絕緣，所述電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向均沿橫向，所述沸石內(nèi)部均設(shè)有磁導(dǎo)體制成的內(nèi)芯。

更進一步地，所述循環(huán)組件包括循環(huán)管和特斯拉閥管，所述處理箱橫向兩端的側(cè)壁上均對稱地設(shè)有一組循環(huán)管，所述循環(huán)管上端的管口高于安裝座的上端，并且所述循環(huán)管下端的管口低于安裝座的下端，所述循環(huán)管上均設(shè)有特斯拉閥管，所述特斯拉閥管的導(dǎo)通方向為從上至下。

更進一步地，所述處理箱的內(nèi)部還設(shè)有一對緩流板，在垂直方向上所述循環(huán)管下端的管口和定位板的下端之間設(shè)有一個緩流板，另一個所述緩流板在垂直方向上設(shè)置在循環(huán)管上端的管口和箱蓋之間，所述緩流板上均密布有柵孔。

一種用于降解污水的三維電極電催化氧化反應(yīng)器的使用方法，包括以下步驟：S1，在處理箱內(nèi)部投放適量的沸石，并蓋上箱蓋；S2，緊接上述S1，通過進水管將污水緩慢的注入處理箱中；S3，緊接上述S2，通過曝氣泵向處理箱中的污水進行曝氣，從而提升處理箱中污水的含氧量；S4，緊接上述S3，啟動陽極板、陰極板和超聲波發(fā)生器，從而讓相鄰的陰極板和陽極板之間形成單向的勻強電場，同時讓超聲波發(fā)生器在污水處理箱內(nèi)部的空間中產(chǎn)生均勻分布的駐波波節(jié)；S5，緊接上述S4，曝氣管釋放的氣泡和污水向上流動時產(chǎn)生的合力將沸石向上托起，當沸石運動至駐波波節(jié)處時，沸石會被困在駐波波節(jié)上，從而實現(xiàn)沸石在處理箱內(nèi)部的空間中均勻地分布，然后沸石在陽極板和陰極板之間的電場作用下帶電而成為第三電極；S6，緊接上述S5，污水在富氧、電場和沸石的共同作用下被充分反應(yīng)，從而提升污水中有機物的降解效果；S7，緊接上述S6，污水在反應(yīng)降解的過程中產(chǎn)生的氣體以及曝氣管釋放的氣泡會從排氣管排出，同時位于電催化組件上方的污水會經(jīng)過循環(huán)管在處理箱中進行循環(huán)流動；S8，緊接上述S6，處理箱中經(jīng)過凈化的污水經(jīng)箱蓋上的轉(zhuǎn)運管被轉(zhuǎn)運至下一級的處理箱，下一級的處理箱對污水的處理過程與上述S1-S7相同；S9，緊接上述S8，當污水完成凈化后，將處理箱之間分離，并將進水管連接至收集池，并將轉(zhuǎn)運管連接至清水池；S10，緊接上述S9，通過轉(zhuǎn)運管向處理箱中注入清水，然后啟動電磁鐵，從而在處理箱內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場，從而讓沸石在變化磁場的作用下對緩流板、陽極板和陰極板的表面進行碰撞，從而將緩流板、陽極板、陰極板和沸石表面的化學沉垢砸除，并使化學沉垢破碎成尺寸小于柵孔的微小顆粒；S11，緊接上述S10，通過進水管將污水和化學沉垢排出至收集池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于:1、本發(fā)明通過在處理箱內(nèi)部設(shè)置電催化組件和分散組件，理箱靠近其底部的前端側(cè)壁上對稱地開設(shè)有一組進水孔，處理箱靠近其底部的后端側(cè)壁上對稱地開設(shè)有一組進氣孔，進水孔上均連接有進水管，進水管，進氣孔中均可拆卸且密封式地穿接有曝氣管，曝氣管均通過導(dǎo)氣管連接至曝氣泵的輸出端，電催化組件包括陽極板、陰極板和沸石，陽極板和陰極板在處理箱內(nèi)部呈等間距且交錯式的分布，陽極板和陰極板的端部分別安裝在處理箱內(nèi)壁上與之對應(yīng)的安裝座上，沸石投放在處理箱內(nèi)部，分散組件包括定位板和超聲波發(fā)生器，定位板上端的板面上密布有超聲波發(fā)生器，并且同一定位板上所有超聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波在空間上進行疊加后產(chǎn)生沿著垂直方向均勻分布的駐波波節(jié)，并且駐波波節(jié)在定位板長邊方向也是均勻分布，駐波波節(jié)均處于相鄰的陽極板和陰極板之間夾持的空間區(qū)域，并且每對相鄰陽極板和陰極板之間的駐波波節(jié)的數(shù)量相同的設(shè)計。

這樣可以通過超聲波發(fā)生器在處理箱內(nèi)部的空間中形成均勻分布的駐波波節(jié)，曝氣管釋放的氣泡和污水向上流動時產(chǎn)生的合力將沸石向上托起，當沸石運動至駐波波節(jié)處時，沸石會被困在駐波波節(jié)上，從而實現(xiàn)沸石在處理箱內(nèi)部的空間中均勻地分布。

達到有效地提升本發(fā)明產(chǎn)品實際應(yīng)用時處理污水效率的效果。

2、本發(fā)明通過在陽極板和陰極板的內(nèi)部均設(shè)有電磁鐵，電磁鐵的表面電絕緣，電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向均沿橫向，沸石內(nèi)部均設(shè)有磁導(dǎo)體制成的內(nèi)芯的設(shè)計。

這樣當污水處理完畢后，通過轉(zhuǎn)運管向處理箱中注入清水，然后啟動電磁鐵，從而在處理箱內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場，從而讓沸石在變化磁場的作用下對緩流板、陽極板和陰極板的表面進行碰撞，從而將緩流板、陽極板、陰極板和沸石表面的化學沉垢砸除，并使化學沉垢破碎成尺寸小于柵孔的微小顆粒，然后通過進水管將污水和化學沉垢排出至收集池，達到有效地降低本發(fā)明產(chǎn)品實際應(yīng)用時維護成本的效果。

（發(fā)明人：李惠;李誠成;居朝樂;周瑩）