[发明专利]一种基于BDD电极的电解模组及水处理系统

说明书

本发明提供一种基于BDD电极的电解模组，包括水流导向模块和电解模块；电解模块设置于水流导向模块内；电解模块包括BDD电极，BDD电极包括主体部和设置于主体部两侧的若干分支部，主体部及其两侧的若干分支部构成鱼刺状结构。本发明电解模组的BDD电极为鱼刺状结构，相比于现有孔板电极结构，电解时产生的气体不会堵孔，在水流导向模块的共同作用下，气体易于排出，实现了气体产物的高效排出，可降低颗粒物堵塞的机率，保证了有效的电解反应面积，可提高电解效率及水处理效能。本发明还提供一种包括本发明电解模组的水处理系统，配合过滤模组和气液混合模组，有效提高处理效果。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体而言，涉及一种基于BDD电极的电解模组及水处理系统。

背景技术

掺硼金刚石(BDD)电极是利用气相沉积法在衬底上沉积掺硼金刚石膜后所制成的BDD电极，其通电后在水中电解水产生的有效组分为臭氧和羟基自由基，可对病毒、细菌、有机污染物等进行氧化处理。BDD电极除具备析氧电势高和电催化活性高等优点外，还具有优异的化学稳定性，能在长期电解应用过程中耐电化学腐蚀引起的电极损耗，被广泛应用于消毒杀菌及水处理，例如，用于喷壶、加湿器、洗菜机、洗衣机、空气净化机、净水机、除味器、污水处理机等。

然而，现有BDD电极技术还存在以下问题：

1、现有的BDD电极结构形态为二维平板状，一般采用喷砂、激光打孔切割、水射流、化学刻蚀等加工方法对表面和结构形态进行加工以增加表面积，提高反应效率，但这些加工方法通常容易存在加工应力(例如，激光打孔切割引起的加工应力)，影响机械强度，加工效率偏低。

2、二维平板状BDD电极常用的电极结构一般为纯平板、孔板等(如图1所示)，应用时水流方向与排气方向垂直(如图2所示)，电解模组工作过程中产生的氢气和臭氧等难以及时排出，降低了有效工作面积，阻碍了电解反应高效进行。另外，当所需处理的水中含有颗粒物或电化学反应过程中有杂质沉积出来时，容易堵住排气孔(或槽)，降低电解效率。

发明内容

本发明提供了一种基于BDD电极的电解模组及水处理系统，以解决通过现有BDD电极电解时产生的氢气、臭氧和氧气等气体难以及时排出，降低了有效工作面积，阻碍了电解反应高效进行；当所需处理的水中含有颗粒物或电化学反应过程中有杂质沉积出来时，容易堵住排气孔(或槽)，降低电解效率等问题。

一方面，本发明提供了一种基于BDD电极的电解模组，所述电解模组包括水流导向模块和电解模块；其中，所述电解模块设置于水流导向模块内；所述电解模块包括BDD电极，所述BDD电极包括主体部和设置于主体部两侧的若干分支部，所述主体部及其两侧的若干分支部构成鱼刺状结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明BDD电极包括主体部和设置于主体部两侧的若干分支部，主体部及分支部构成鱼刺状结构，相比于现有孔板电极结构，鱼刺状结构使得相邻分支部之间的侧缝无盲端，电解时产生的气体不会堵孔，在水流导向模块的共同作用下，水流通过电解模块时，气体易于冲刷排出，沉积的杂质易于被带走，实现了气体产物的高效排出，可降低颗粒物堵塞的机率，保证了有效的电解反应面积，可提高电解效率及水处理效能。

在本发明的一些实施方式中，相邻分支部之间的间距为0.05mm-2.5mm，各分支部的宽度为0.05mm-10mm，各分支部与主体部之间的朝向鱼刺状结构尾部的夹角为0-90°。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，加工装置都具备一定的规格，相邻分支部之间的间距(即侧缝宽度)范围的设置是为了适用于加工装置的规格，以方便鱼刺状结构的加工；在侧缝宽度设计的基础上，各分支部的宽度范围为0.05mm-10mm，一方面可以保证电解模块中BDD电极与水接触的反应面积，保证电解效率，另一方面可保证BDD电极的强度，再一方面该宽度范围有利于电解反应产生的气体排出；各分支部与主体部之间的朝向鱼刺状结构尾部的夹角设计为0-90°则有利于配合水流，将电解过程中相邻分支部之间的侧缝中产生的气体冲刷带走。