[实用新型]亚氧化钛膜式电极电催化氧化水中双氯芬酸的处理装置

说明书

本实用新型属于污水处理领域，具体地说是一种亚氧化钛膜式电极电催化氧化水中双氯芬酸的处理装置，包括电催化反应器、储水装置、蠕动泵及电源，电催化反应器包括反应器壳体及分别容置于反应器壳体内的阳极、阴极和密封圈，反应器壳体上分别设有进水口及出水口，进水口及出水口分别通过水管路与储水装置相连，水管路上设有蠕动泵；阳极与阴极之间、阴阳极与反应器壳体之间均设有密封圈，阳极为膜式电极，阴极为孔板；阳极及阴极分别与电源的正极及负极相连。本实用新型将传统电催化反应器中的平板式电极改变为膜式电极，改变传统反应器内水的平流式流态为穿流式流态，将穿流式流态与电催化氧化技术结合，有效提高反应器内药物的传质效果和降解效率。

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，具体地说是一种亚氧化钛膜式电极电催化氧化水中双氯芬酸的处理装置。

背景技术

近年来，药物及其生物活性代谢物在环境中的广泛存在引起了相当大的环境健康和安全问题。由于药物在常规污水处理系统中难以完全降解，污水处理厂成为将药物释放到环境中的主要来源。双氯芬酸(DCF)是一种重要的非甾体抗炎药(NSAID)，由于其在全球范围内的大量使用和在污水处理厂中的低效去除(21％～40％)，是水环境中检测次数最多的药物之一。据报道，接触环境相关浓度的双氯芬酸会影响鱼类的鳃完整性和脑垂体基因表达，以及鱼类肝脏和性腺。双氯芬酸还具有诱导青蛙胚胎致畸的作用。

高级氧化技术是一种可以产生强活性自由基的技术，可以将污染物完全矿化为CO₂和H₂O，实现对有机污染物的高效处理，在国际上受到广泛关注。电催化氧化技术是高级氧化技术的一种，具有占地面积小，易于通过自动化进行控制，并且不需要额外的化学品等优点。同时，电催化氧化技术可以有效避免二次污染的发生，对难生物降解的剧毒污染物有很好的降解作用，可以实现完全矿化有机污染物。

电极材料在电催化氧化技术的发展和应用中占据重要地位，是水中污染物的降解效果和电流利用率的直接影响因素。亚氧化钛电极具有电催化活性，电极在反应过程中会产生羟基自由基在电极表面吸附，对水中新污染物具有降解作用，最近在水处理领域受到了关注。

电催化氧化反应过程中产生的强氧化物质需要在电极表面与药物接触发生反应，这需要液相传质过程来实现，因此液相传质的范围和传质的动力学对电催化氧化反应尤为重要。传统电氧化过程的传质速率限制了反应体系的整体效率，传统的电氧化反应器通常使用平行板电极，废水通过阳极和阴极之间狭窄的流道以循环的方式泵送。在这种模式状态下，存在传质效果差，处理效率低的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中药物传质效果差，药物处理效率低的问题，本实用新型的目的在于提供一种亚氧化钛膜式电极电催化氧化水中双氯芬酸的处理装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括电催化反应器、储水装置、蠕动泵及电源，所述电催化反应器包括反应器壳体及分别容置于反应器壳体内的阳极、阴极和密封圈，所述反应器壳体上分别设有进水口及出水口，所述进水口及出水口分别通过水管路与储水装置相连，所述水管路上设有控制进出水的蠕动泵；所述阳极与阴极之间、阳极与反应器壳体的一端之间、阴极与反应器壳体的另一端之间均设有密封圈，所述阳极为膜式电极，所述阴极为孔板，所述储水装置中的反应溶液在电催化反应器内为穿流式流态，即所述储水装置中的反应溶液由进水口进入反应器壳体内，由所述密封圈内环、阳极、阴极经过后由出水口流出；所述阳极及阴极分别与电源的正极及负极相连。

其中：所述阳极为亚氧化钛膜式电极，所述亚氧化钛膜式电极的尺寸为φ3×0.2cm。

所述阴极为穿孔钛板，所述穿孔钛板的尺寸为φ3×0.2cm，孔为1×1mm的菱形孔。

所述阴极与阳极之间的间距为1～2cm。

所述进水口在处理双氯芬酸过程中的进水流量控制为58～240mL/min。