[发明专利]反应器

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，更具体地，涉及一种反应器。

背景技术

电芬顿法是一种电化学高级氧化技术，电芬顿法是以电化学法产生的亚铁离子和过氧化氢作为芬顿试剂的持续来源，其通过一系列反应产生具有强氧化能力的羟基自由基，降解有机污染物。

传统的电芬顿反应器是由两个平面极板作为阳极和阴极，铁板阳极氧化速度缓慢，且受溶液的PH值影响较大，同时阳极经常会被氧化沉积物覆盖，从而降低了阳极氧化的速度；另外，极板制作复杂、成本高。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术中阳极氧化速度慢且容易被氧化沉积物覆盖的缺陷，提供一种反应器。

其技术方案如下：

一种反应器，包括：反应塔体、第一进气管、第一进水管、出水管、作为阳极的金属刨花或金属碎屑以及阴极；所述第一进水管设于反应塔体内，且所述第一进水管与外部水源连通，所述第一进水管的管壁上设有第一通孔，所述金属刨花或金属碎屑填充至第一进水管内，且作为阳极的金属刨花或金属碎屑与直流电源的正极连接，所述阴极与直流电源的负极连接，所述第一进气管设于反应塔体内且所述第一进气管与外部气源连接，所述出水管与所述反应塔体连通，排出反应塔体内的液体。需要处理的废水经由第一进水管进入反应塔体内，设于第一进水管内的金属刨花或金属碎屑作为阳极与废水反应，产生金属离子；而废水及第一进气管中通入的气体中所含的氧气则在阴极发生还原反应生成过氧化氢；在此过程中，氧气通过第一进气管进入反应塔体内，溶解于反应塔体内的废水中，然后在废水中迁移到至阴极表面，在阴极表面还原成过氧化氢；阳极失电子被氧化，产生金属离子，金属离子再与阴极产生的过氧化氢反应，产生强氧化性的羟基自由基，降解废水中的有机污染物。

本技术方案的第一进水管一方面作为进水导流工具将废水导入反应塔体内，另一方面作为容纳金属刨花或金属碎屑的容器，将金属刨花或金属碎屑集中于第一进水管中后与直流电源的正极连接，并使得废水在通入之后的第一时间内与金属刨花或金属碎屑充分接触。本技术方案采用的金属刨花或金属碎屑作为阳极，不仅使废物得到了充分利用，降低了成本，克服了电极材料制备工艺复杂、价格昂贵、设备投资与运行费用高的弊病；所述管壁上的第一通孔使得废水与金属刨花或金属碎屑反应后所产生的溶解于废水中的金属离子更快地进入到反应塔体内，且管壁上的第一通孔避免了因反应后期金属刨花或金属碎屑堆积而堵塞第一进水管；同时金属刨花或金属碎屑电极与传统电极相比具有更高的比表面积，能有效提高对废水中有机污染物降解的反应速率，提高处理效率。

在其中一个实施例中，所述第一进水管的数量为一个或多个，且每个第一进水管内均填充有金属刨花或金属碎屑。所述第一进水管的数量具体根据废水处理量和反应塔体的大小相应设置。废水处理量多或反应塔体大，可适当增加第一进水管的数量以提高处理效率。

在其中一个实施例中，所述第一通孔的尺寸小于所述金属刨花或金属碎屑的尺寸，使得所述金属刨花或金属碎屑填充至第一进水管后不会漏出至反应塔体中而影响金属刨花或金属碎屑与直流电源正极的连通。

在其中一个实施例中，所述第一通孔均匀分布于第一进水管的管壁上。

在其中一个实施例中，还包括直流电源，所述直流电源的正极与金属刨花或金属碎屑连接，所述直流电源的负极与阴极连接。

在其中一个实施例中，所述第一进水管和第一进气管为绝缘体，避免第一进水管和第一进气管在反应过程中产生消耗而破坏反应器的完整性。

在其中一个实施例中，所述阴极包括活性碳纤维毡。所述活性碳纤维毡作为阴极增大了废水与氧气接触的比表面积，能够产生更多的过氧化氢。

在其中一个实施例中，所述第一进气管位于所述反应塔体内，且所述第一进气管的管壁上设有第二通孔，所述活性碳纤维毡缠绕于所述第一进气管的外壁。第一进气管中充入的氧气通过管壁上的第二通孔进入至反应塔体内，同时，由于活性碳纤维毡缠绕于第一进气管的管壁上，增大了废水与氧气接触的比表面积，因此氧气能够快速并充分地在阴极发生还原反应，产生过氧化氢。

在其中一个实施例中，所述反应塔体包括反应腔和与反应腔连接的底座，所述第一进水管、第一进气管、阳极和阴极设于反应腔内，所述出水管与所述反应腔连通，所述反应腔则用于容纳废水。