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                                                  高新電化學脫氮反應器

                                                  發布時間:2022-11-10 11:12:34  中國污水處理工程網

                                                  申請日2021.03.02

                                                  公開日期2021.11.26

                                                  IPC分類B01J23/889;C02F1/461;C02F101/16;C02F101/38;B01J35/10

                                                  摘要

                                                  本實用新型公開了一種電化學脫氮反應器,本實用新型包括電源和電解反應器,所述電解反應器內設有若干電極板,所述電極板分為陽極板和陰極板,且所述陽極板和陰極板相間分布,所述陽極板和陰極板分別和電源不同的輸出端電性連接;所述陽極板和陰極板都為具有微孔結構的催化劑基質上負載有金屬離子的催化電極。本實用新型具有成本低、高效、耐用的優點。本實用新型適用于處理含氮污水。

                                                  7.jpg

                                                  權利要求

                                                  1.一種電化學脫氮反應器,其特征在于:包括電源(1)和電解反應器(2),所述電解反應器(2)內設有若干電極板(3),所述電極板(3)分為陽極板(31)和陰極板(32),且所述陽極板(31)和陰極板(32)相間分布,所述陽極板(31)和陰極板(32)分別和電源(1)不同的輸出端電性連接;所述陽極板(31)和陰極板(32)都為具有微孔結構的催化劑基質上負載有金屬離子的催化電極。

                                                  2.根據權利要求1所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:所述催化劑基質為活性炭,所述金屬離子為Fe離子、Mn離子、或Zn離子。

                                                  3.根據權利要求1所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:所述電源(1)為能在一定時間內自動變更輸出端正負極的可倒極電源。

                                                  4.根據權利要求1所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:所述電極板(3)設在電解反應器(2)內腔中部,且所述電極板(3)的上下端分別和電解反應器(2)的頂面和底面有一定的間隔,所述電極板(3)只在其上端設有上隔斷(33)或者只在其下端設有延伸到電解反應器(2)底面的下隔斷(34),且只帶上隔斷(33)的電極板(3)和只帶下隔斷(34)的電極板(3)相間分布;所述電極板(3)、上隔斷(33)、下隔斷(34)、和電解反應器(2)內壁圍成供廢水流動的通道,且廢水在該通道中流動時依次經過各個電極板(3)的正反面。

                                                  5.根據權利要求1所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:所述電解反應器(2)前端的上部設有供含氮廢水進入的進水口(21),所述電解反應器(2)后端的下部設有出水口(22)。

                                                  6.根據權利要求5所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:在所述進水口(21)和第一塊電極板(3)之間設有用于緩沖從進水口(21)進入的廢水的緩沖擋板(23),所述緩沖擋板(23)上方延伸至電解反應器(2)頂面,且所述緩沖擋板(23)下方和電解反應器(2)底面之間設有供廢水通過的開口。

                                                  7.根據權利要求6所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:在所述出水口(22)和最后一塊電極板(3)之間設有出水堰板(24),所述出水堰板(24)下端延伸至電解反應器(2)底面。

                                                  8.根據權利要求7所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:所述出水堰板(24)上端高度至少與電極板(3)的上端平齊。

                                                  9.根據權利要求1所述的一種電化學脫氮反應器,其特征在于:在所述電解反應器(2)底部設有若干能夠將其內廢水排空的排空管(25),每個排空管(25)上設有排空閥門(26)。

                                                  說明書

                                                  一種電化學脫氮反應器

                                                  【技術領域】

                                                  本實用新型涉及污水處理技術領域,尤其涉及一種電化學脫氮反應器。

                                                  【背景技術】

                                                  廢水中的氮元素主要以無機氮和有機氮的形式存在,無機氮包括氨氮和硝氮,有機氮包括尿素、蛋白質、氨基酸,有機堿等含氮有機物。電化學脫氮反應法是除氮的一種重要方法,電化學脫氮方法一般不受反應物生物毒性的影響,可以作為高毒性有機物的有效處理方法,也可以作為生化方法的預處理,使有毒的大分子有機物轉化為小分子有機物,有利于進一步的生化處理;驹硎俏廴疚锉浑姌O表面或是電場產生的自由基氧化而達到降解去除。

                                                  現有的電化學脫氮反應器,是將含有銨根離子和磷酸根離子的污水注入反應器,反應器中插入至少一組電極,每組電極均包括第一電極和第二電極,其中第一電極的材料是鎂或鎂合金,第二電極的材料是石墨、鉑或鈦基金屬氧化物。但是這類反應器存在以下問題:1.電極使用密度較高金屬材料,比表面積小,電極催化氧化效果不好,反應不徹底;2.污水與電極板的接觸反應面積;3.電源不可倒極,造成電極易被腐蝕,壽命低。

                                                  實用新型就是基于這種情況作出的。

                                                  【實用新型內容】

                                                  本實用新型目的是克服了現有技術的不足,提供一種成本低、高效、耐用的電化學脫氮反應器,該裝置不受溫度限制,無需預處理,操作簡單,投資費用低,不需要外加化學試劑,可以避免過多的二次污染。

                                                  本實用新型是通過以下技術方案實現的:

                                                  一種電化學脫氮反應器,包括電源和電解反應器,所述電解反應器內設有若干電極板,所述電極板分為陽極板和陰極板,且所述陽極板和陰極板相間分布,所述陽極板和陰極板分別和電源不同的輸出端電性連接;所述陽極板和陰極板都為具有微孔結構的催化劑基質上負載有金屬離子的催化電極。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,所述催化劑基質為活性炭,所述金屬離子為Fe離子、Mn離子、或Zn離子。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,所述電源為能在一定時間內自動變更輸出端正負極的可倒極電源。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,所述電極板設在電解反應器內腔中部,且所述電極板的上下端分別和電解反應器的頂面和底面有一定的間隔,所述電極板只在其上端設有上隔斷或者只在其下端設有延伸到電解反應器底面的下隔斷,且只帶上隔斷的電極板和只帶下隔斷的電極板相間分布;所述電極板、上隔斷、下隔斷、和電解反應器內壁圍成供廢水流動的通道,且廢水在該通道中流動時依次經過各個電極板的正反面。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,所述電解反應器前端的上部設有供含氮廢水進入的進水口,所述電解反應器后端的下部設有出水口。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,在所述進水口和第一塊電極板之間設有用于緩沖從進水口進入的廢水的緩沖擋板,所述緩沖擋板上方延伸至電解反應器頂面,且所述緩沖擋板下方和電解反應器底面之間設有供廢水通過的開口。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,在所述出水口和最后一塊電極板之間設有出水堰板,所述出水堰板下端延伸至電解反應器底面。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,所述出水堰板上端高度至少與電極板的上端平齊。

                                                  如上所述的一種電化學脫氮反應器,在所述電解反應器底部設有若干能夠將其內廢水排空的排空管,每個排空管上設有排空閥門。

                                                  與現有技術相比,本實用新型有如下優點:

                                                  1.本實用新型所述陽極板和陰極板都為具有微孔結構的催化劑基質上負載有金屬離子的催化電極。即所述催化劑基質具有發達的孔隙結構、較大的比表面積、豐富的表面化學基團、吸附能力較強,又在所述催化劑基質上吸附較多的金屬離子,這就使得陽極板和陰極板比表面積大、和廢水反應接觸面積大、催化氧化反應效果好、反應徹底,因而使得脫氮反應速度快、效率高。

                                                  2.本實用新型所述電源隔一段時間就變更正負極,使得陽極板和陰極板交替處于高低電位,有利于緩解電極鈍化,能有效減少水中雜質在電極上的析出、附著,提高電解效率及電極使用壽命。

                                                  3.本實用新型所述電極板、上隔斷、下隔斷、和電解反應器內壁圍成通道使得廢水只得沿此通道流向出水口,該通道包括了所有電極板的正面和反面,使得廢水和電極板的接觸面積增大,增大反應面積,提高反應速度;此外,廢水在該狹長的通道中流過,一方面有緩沖作用,另一方面可以保證幾乎所有的廢水都能均勻的被催化氧化,有利于反應徹底。

                                                  (發明人:劉瑞龍; 歐少清; 梁玲燕)

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