專利名稱：一種處理有機(jī)廢水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種處理有機(jī)廢水的裝置，屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市化與工業(yè)化的迅速發(fā)展，污水排放量日趨增加。我國(guó)每年的污水排放量高達(dá)400億噸，其中大部分污水的有機(jī)含量相當(dāng)高，稱之為有機(jī)廢水。多數(shù)有機(jī)廢水中有機(jī)污染物成份復(fù)雜，毒性大，很難被微生物分解，對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成很大的威脅。因此，有機(jī)廢水的治理已成為保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展急需解決的重要問題之一。目前，治理廢水的方法有化學(xué)混凝法，吸附法、生化法、膜過濾法等，這些方法對(duì)治理一般的污水，即有機(jī)物含量低，成份簡(jiǎn)單，或被微生物分解的廢水，有較好的效果，但是，對(duì)于高濃度、毒性大的有機(jī)廢水則很難湊效。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種處理有機(jī)廢水的裝置，它能有效治理高濃度、毒性大的有機(jī)廢水。該裝置集電化學(xué)催化氧化、光化學(xué)氧化和化學(xué)氧化的水處理方法為一體。在裝置中，廢水中的有機(jī)物同時(shí)受到電化學(xué)催化氧化、光化學(xué)氧化和化學(xué)氧化等三種強(qiáng)有力的協(xié)同分解作用，使有機(jī)分子最終降解為CO2、H2O簡(jiǎn)單的無機(jī)物，從而獲得有效的治理。
本實(shí)用新型提供的處理有機(jī)廢水的裝置至少包括電解槽、紫外光源、空氣陰極、電催化陽極和直流電源，空氣電極粘結(jié)在電解槽兩側(cè)壁上，電催化陽極安裝在電解槽的中心部位，紫外光源固定在空氣陰極和電催化陽極之間。直流電源為空氣陰極和電催化陽極提供工作電流。進(jìn)、出水口分別設(shè)置在電解槽的底部和上部。
上述紫外光源是將紫外燈管插入石英套管構(gòu)成的，為光化學(xué)反應(yīng)提供光子。
上述空氣陰極由防水透氣膜、導(dǎo)電網(wǎng)和催化膜組成，防水透氣膜外露于電解槽外部，與空氣接觸，催化膜朝向紫外光源，與水溶液(有機(jī)廢水)接觸。
上述電催化陽極是一種多孔鈦板，在表面修飾了復(fù)合型的金屬氧化物作催化劑。
上述電催化陽極和空氣陰極分別與直流電源輸出端的正、負(fù)極相連，紫外光源與220伏的交流電源連接。
當(dāng)陰、陽電極和紫外光源分別接通各自的工作電源之后，廢水中的有機(jī)分子在裝置中將經(jīng)受4種不同的氧化分解過程。
①有機(jī)分子在電催化陽極表面被電化學(xué)氧化(稱為電催化氧化)②有機(jī)分子被空氣陰極、電催化陽極生成的H2O2、O3、OH*等氧化劑氧化(稱為化學(xué)氧化)；③有機(jī)分子與H2O2、O3的光化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)生(羥基自由基OH*)發(fā)生氧化(稱為間接光化學(xué)氧化)；④有機(jī)分了被紫外光光解(稱為直接光化學(xué)氧化)；由上述分析可知，本實(shí)用新型提供的處理有機(jī)廢水的裝置中因?yàn)榇嬖诙喾N氧化有機(jī)分子的反應(yīng)途徑，使廢水中的有機(jī)污染物獲得了較高的反應(yīng)機(jī)率，在較短的時(shí)間就可獲得有效的降解。所以本裝置是一種效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的有機(jī)廢水處理裝置。


圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的空氣陰極的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型由電解槽A和直流電源B組成。電解槽A由外到里的組件分別是空氣陰極3，石英套管4，電催化陽極6。紫外燈管5放在石英套管4里面。空氣陰極3粘結(jié)在電解槽A的兩側(cè)壁上。電催化陽極6居中，石英套管4位于電催化陽極6和空氣陰極3之間，電催化陽極6和石英套管4插入隔板2的凹槽里定位?？諝怅帢O3的引線9和電催化陽極6的引線7分別與直流電源B的負(fù)極(-)和正極(+)輸出端連接。紫外光源5可為低壓汞燈或高壓汞燈。有機(jī)廢水從電解槽A下部進(jìn)水口1進(jìn)入電解槽。經(jīng)過處理的水從上部出水口8排放。必要時(shí)有機(jī)廢水應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。
本實(shí)用新型的空氣陰極3由催化膜10、防水透氣膜11和導(dǎo)電網(wǎng)9經(jīng)壓合燒結(jié)制成，其結(jié)構(gòu)見圖2，防水透氣膜外露于電解槽外部，與空氣接觸，催化膜朝向紫外光源，與水溶液接觸。制造防水透水膜、催化膜的基本原料可以是活性碳、乙炔黑、石墨、聚乙大烯或聚四氟乙烯等。
本實(shí)用新型的電催化陽極6是多孔鈦板，在其表面修飾金屬氧化物作催化劑。金屬氧化物的基本成份可以是鈦、鈣、銥、錫、銻多組分的復(fù)合氧化物。
本實(shí)用新型的空氣陰極3、電催化陽極6和紫外光源5有序地設(shè)計(jì)在同一個(gè)電解槽里，使有機(jī)分子的電催化氧化、光化學(xué)氧化和化學(xué)氧化成為一體，在同一個(gè)空間里有機(jī)分子得到了多種途徑和最佳機(jī)率的分解作用，因此它是一種效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便的裝置。特別需要指出的是本實(shí)用新型的空氣陰極，是利用空氣中的氧作反應(yīng)原料合成H2O2——產(chǎn)生羥基自由基OH*物質(zhì)源。它對(duì)于提高有機(jī)廢水的處理效率、降低處理成本有極其重要的作用。
權(quán)利要求1.一種處理有機(jī)廢水的裝置，至少包括可裝水溶液的電解槽和為電解槽內(nèi)的陰、陽極提供工作電流的直流電源，電解槽上設(shè)進(jìn)、出水口，其特征在于電解槽中同時(shí)設(shè)有空氣陰極、電催化陽極和紫外光源，電催化陽極和空氣陰極分別與直流電源輸出端的正、負(fù)極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于空氣陰極粘結(jié)在電解槽兩側(cè)壁上，電催化陽極安裝在電解槽的中心部位，紫外光源固定在空氣陰極和電催化陽極之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于空氣陰極由防水透氣膜、導(dǎo)電網(wǎng)和催化膜組成，催化膜朝向紫外光源，與水溶液接觸，防水透氣膜外露于電解槽外部，與空氣接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于空氣陰極可以由活性碳、乙炔黑、石黑、聚乙烯或聚四氟乙烯制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于電催化陽極是表面修飾有復(fù)合型的金屬氧化物作催化劑的多孔金屬鈦板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于紫外光源由石英套管和位于石英套管內(nèi)的紫外燈管構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理有機(jī)廢水的裝置，其特征在于電解槽上的進(jìn)、出水口分別位于電解槽的底部和上部。
專利摘要一種處理有機(jī)廢水的裝置，至少包括電解槽和直流電源，其特殊之處是電解槽中同時(shí)設(shè)有空氣陰極、電催化陽極和紫外光源。空氣陰極粘結(jié)在電解槽的兩側(cè)壁上，電催化陽極安裝在電解槽的中心部位，紫外光源固定在空氣陰極和電催化陽極之間。直流電源為空氣陰極和電催化陽極提供工作電流。有機(jī)廢水從電解槽下部進(jìn)入，經(jīng)處理后由上部的出水口排放。本實(shí)用新型是一種集電化學(xué)催化氧化、光化學(xué)氧化和化學(xué)氧化為一體的水處理裝置。裝置中的空氣陰極以空氣中的氧作原料合成H
文檔編號(hào)C02F1/32GK2848834SQ20052009648
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者蔡乃才 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)