一种三维三相电催化氧化系统的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种三维三相电催化氧化系统。

背景技术：

三维电极催化氧化是一种新型的氧化技术，相对于二维电极催化技术，其具有操作条件温和、无二次污染等优点，在结构上，三维三相电催化氧化系统的主电极之间堆有粒状或碎屑状材料构成填料床层，并在外加电场作用下成为粒子电极，因此，三维三相电催化氧化系统不仅大大增加了面积体积比，还加快了物质传递并提高了反应效率，因而在近几年来得到广泛的应用。

现有技术中的三维三相电催化氧化系统通常利用中间的实心圆柱作为第一电极，利用包围实心圆柱的圆筒作为第二电极，以实现三维电极催化氧化反应。由于中间的实心圆柱电极的大小相对固定，无法调整电极间的间距；且在三维三相电催化氧化系统中的粒子填料能随着水的流动而流动，虽然粒子填料能缩短传质距离，增大反应面积，但当系统中水流动不均匀时，会出现反应死角，无法实现充分反应，同时会导致粒子填料堆积过密，容易出现沟流短路，增加装置能耗。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种三维三相电催化氧化系统，能通过调整中间筒状电极的直径改善电极间的间距，并能在三维三相电催化氧化系统中利用气提形成内循环系统，不但使反应更充分，还能有效防止因粒子填料堆积过密而出现沟流短路现象，降低装置能耗。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种三维三相电催化氧化系统，包括：反应器本体、第一电极筒、第二电极筒、曝气装置、粒子填料、第一筛板以及第二筛板；

所述第一电极筒的外壁与所述反应器本体的内壁相贴合；所述反应器本体的内腔通过上下贯通的所述第二电极筒分隔成两个水流区，其中所述第二电极筒内部的区域作为第一水流区，所述第一电极筒与所述第二电极筒之间的环形区域为第二水流区，所述第二电极筒的底部与所述反应器本体的内底板之间留有空隙；所述曝气装置的出气端设置在所述第一水流区的底部，所述曝气装置的进气端用于与外界鼓风机的出风口连通；

所述第一筛板上设有第一通孔，所述第一筛板的外边沿与所述第一电极筒的内壁相匹配，所述第一通孔与所述第二电极筒的外壁相匹配；所述第二筛板上设有第二通孔，所述第二筛板的外边沿与所述第一电极筒的内壁相匹配，所述第二通孔与所述第二电极筒的外壁相匹配；所述第一筛板与所述第二筛板设置在所述第二水流区中，所述粒子填料设置在所述第一筛板、所述第一电极筒、所述第二筛板以及所述第二电极筒所形成的包围空间内。

在一种可选的实施方式中，所述第一电极筒与所述第二电极筒均为圆筒状。

在一种可选的实施方式中，所述第一电极筒与所述第二电极筒同轴设置。

在一种可选的实施方式中，所述第一电极筒与所述第二电极筒的材料为钛、石墨、不锈钢或碳纤维。

在一种可选的实施方式中，所述粒子填料的材料为活性炭、铁碳或导电陶瓷。

在一种可选的实施方式中，所述第一筛板设置在所述第二水流区的顶部，所述第二筛板设置在所述第二水流区的底部。

在一种可选的实施方式中，所述曝气装置包括曝气管以及曝气头；所述曝气管自上而下伸入所述第一水流区的底部；所述曝气管的上端部作为所述曝气装置的进气端，所述曝气管的下端部与所述曝气头连通，所述曝气头作为所述曝气装置的出气端。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括进水管；所述进水管自上而下伸入所述第一水流区；所述进水管的下端部作为出水端；所述进水管的上端部作为进水端，用于与外界输水装置连通。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括脉冲直流电源；所述第一电极筒与所述脉冲直流电源的负极电连接，所述第二电极筒与所述脉冲直流电源的正极电连接。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括反冲装置；所述反冲装置设置在所述第二水流区的下方。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：本实用新型提出一种三维三相电催化氧化系统，包括：反应器本体、第一电极筒、第二电极筒、曝气装置、粒子填料、第一筛板以及第二筛板；所述第一电极筒的外壁与所述反应器本体的内壁相贴合；所述反应器本体的内腔通过上下贯通的所述第二电极筒分隔成两个水流区，其中所述第二电极筒内部的区域作为第一水流区，所述第一电极筒与所述第二电极筒之间的环形区域为第二水流区，所述第二电极筒的底部与所述反应器本体的内底板之间留有空隙；所述曝气装置的出气端设置在所述第一水流区的底部，所述曝气装置的进气端用于与外界鼓风机的出风口连通；所述第一筛板上设有第一通孔，所述第一筛板的外边沿与所述第一电极筒的内壁相匹配，所述第一通孔与所述第二电极筒的外壁相匹配；所述第二筛板上设有第二通孔，所述第二筛板的外边沿与所述第一电极筒的内壁相匹配，所述第二通孔与所述第二电极筒的外壁相匹配；所述第一筛板与所述第二筛板设置在所述第二水流区中，所述粒子填料设置在所述第一筛板、所述第一电极筒、所述第二筛板以及所述第二电极筒所形成的包围空间内。本实用新型实施例通过将设置在系统中间的电极设置为筒状，使两电极间的间距调整能通过改变所述第二电极筒的直径实现，同时，通过设置在所述第一水流区的底部的曝气装置，提升所述第一水流区中的水，溢流出第一水流区流入第二水流区并与所述第二水流区形成内循环系统，有效提高了水流均匀性，避免出现反应死角；水在流经所述第一筛板、所述第一电极筒、所述第二筛板以及所述第二电极筒所形成的包围空间时，与所述粒子填料进行电极催化氧化反应；且由于所述曝气装置不直接对设置在所述第二水流区中的所述粒子填料进行曝气，能避免所述粒子填料出现堆积过密的情况，有效减少沟流短路，减少能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提出的一种三维三相电催化氧化系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，其是本实用新型实施例提出的一种三维三相电催化氧化系统的结构示意图。本实用新型实施例提供了一种三维三相电催化氧化系统，包括：反应器本体1、第一电极筒2、第二电极筒3、曝气装置4、粒子填料5、第一筛板6以及第二筛板7；

所述第一电极筒2的外壁与所述反应器本体1的内壁相贴合；所述反应器本体1的内腔通过上下贯通的所述第二电极筒3分隔成两个水流区，其中所述第二电极筒3内部的区域作为第一水流区，所述第一电极筒2与所述第二电极筒3之间的环形区域为第二水流区，所述第二电极筒3的底部与所述反应器本体1的内底板之间留有空隙；所述曝气装置4的出气端设置在所述第一水流区的底部，所述曝气装置4的进气端用于与外界鼓风机的出风口连通；

所述第一筛板6上设有第一通孔，所述第一筛板6的外边沿与所述第一电极筒2的内壁相匹配，所述第一通孔与所述第二电极筒3的外壁相匹配；所述第二筛板7上设有第二通孔，所述第二筛板7的外边沿与所述第一电极筒2的内壁相匹配，所述第二通孔与所述第二电极筒3的外壁相匹配；所述第一筛板6与所述第二筛板7设置在所述第二水流区中，所述粒子填料5设置在所述第一筛板6、所述第一电极筒2、所述第二筛板7以及所述第二电极筒3所形成的包围空间内。

本实用新型实施例的工作原理是：

所述粒子填料5被固定设置在所述第一筛板6、所述第一电极筒2、所述第二筛板7以及所述第二电极筒3所形成的包围空间内，当所述第一电极筒2 与所述第二电极筒3通电时，水流经所述包围空间，与所述粒子填料5进行反应；所述曝气装置4启动时，从所述曝气装置4输入的气体在所述第一水流区上升，带动所述第一水流区中的水提升；当所述第一水流区中的水溢流到所述第一水流区的顶部，水向四周流动并向下流过所述第二水流区后，通过所述第一水流区的底部进入所述第一水流区，又再经过所述曝气装置4的带动在所述第一水流区中得到提升，形成水循环，从而提高水流均匀性；由于所述曝气装置4是设置在所述第一水流区的底部，因而并未直接对所述粒子填料5进行直接曝气，避免所述粒子填料5因所述曝气装置4进行直接曝气使得粒子填料5 堆积过密，进而避免引起沟流短路。

由于所述第二电极筒3为中空的，因而较实心的电极筒更节省材料，同时也便于调整与所述第一电极筒2之间的电极间距。

所述粒子填料5设置在所述第一筛板6、所述第一电极筒2、所述第二筛板7以及所述第二电极筒3所形成的包围空间内，保证了所述粒子填料5不随水的流动而流失，有利于定期进行反冲。

三维电极催化氧化的原理是本领域技术人员的公知常识，此处将不再赘述。

在一种可选的实施方式中，所述第一电极筒2与所述第二电极筒3均为圆筒状。

在一种可选的实施方式中，所述第一电极筒2与所述第二电极筒3同轴设置。

所述第一电极筒2与所述第二电极筒3为同轴设置的圆筒形状，使得所述第一电极筒2到所述第二电极筒3的距离处处相等，有利于统一控制两电极之间的距离。

在一种可选的实施方式中，所述第一电极筒2与所述第二电极筒3的材料均为难溶性电极材料。优选地，所述难容性电极材料为钛、石墨、不锈钢或碳纤维。

在一种可选的实施方式中，所述粒子填料5的材料为载有催化剂的颗粒材料。优选地，所述载有催化剂的颗粒材料为活性炭、铁碳或导电陶瓷。

在一种可选的实施方式中，所述第一筛板6设置在所述第二水流区的顶部，所述第二筛板7设置在所述第二水流区的底部。

由于所述粒子填料5是设置在所述第一筛板6、所述第一电极筒2、所述第二筛板7以及所述第二电极筒3所形成的包围空间内，因而当所述第一筛板 6与所述第二筛板7的距离越远时，所述包围空间就更大，有利于当水流过所述包围空间时，有充分的反应时间，使得反应更加充分，进一步降低能耗。

在一种可选的实施方式中，所述曝气装置4包括曝气管41以及曝气头42；所述曝气管41自上而下伸入所述第一水流区的底部；所述曝气管41的上端部作为所述曝气装置4的进气端，所述曝气管41的下端部与所述曝气头42连通，所述曝气头42作为所述曝气装置4的出气端。

外界鼓风机通过所述曝气管41连通所述曝气头42，以通过所述曝气头42 向所述第一水流区的底部输出气体，以达到提升所述第一水流区中的水的效果。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括进水管8；所述进水管8自上而下伸入所述第一水流区；所述进水管8的下端部作为出水端；所述进水管8 的上端部作为进水端，用于与外界输水装置连通。

所述进水管8自上而下伸入所述第一水流区，通过所述第一水流区中被提升的水带动所述进水管8中流出的水进入水循环，提高水流均匀性。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括脉冲直流电源(图中未示)；所述第一电极筒2与所述脉冲直流电源的负极电连接，所述第二电极筒3与所述脉冲直流电源的正极电连接。所述第一电极筒2与所述第二电极筒3分别连接所述脉冲直流电源的负极与正极，使所述第一电极筒2与所述第二电极筒3 之间形成电场，产生电场，使所述粒子填料5成为粒子电极，以在所述第二水流区中发生电极催化氧化反应。

进一步地，所述装置还包括上下贯通于所述第二水流区的第三电极筒(图中未示)及第四电极筒(图中未示)；所述第三电极筒靠近所述第二电极筒，所述第四电极筒靠近所述第一电极筒；所述第三电极筒与所述脉冲直流电源的负极电连接，所述第四电极筒与所述脉冲直流电源的正极电连接。所述第三电极筒及所述第四电极筒将所述第二水流区分成三个小水流区，每个小水流区各自形成电场，形成三个电极催化氧化反应区域。可以理解的是，所述第二水流区内可以通过增加多组电极筒的方法来缩小电极间的距离，保证电极催化氧化反应的效果。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括反冲装置9；所述反冲装置9 设置在所述第二水流区的下方。所述反冲装置9用于通过高压气流或高压水流对装置进行反冲。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括出水管10；所述出水管10的第一端与所述反应器本体1的底部连通，所述出水管10的第二端作为出水端。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：本实用新型提出一种三维三相电催化氧化系统，包括：反应器本体、第一电极筒、第二电极筒、曝气装置、粒子填料、第一筛板以及第二筛板；所述第一电极筒的外壁与所述反应器本体的内壁相贴合；所述反应器本体的内腔通过上下贯通的所述第二电极筒分隔成两个水流区，其中所述第二电极筒内部的区域作为第一水流区，所述第一电极筒与所述第二电极筒之间的环形区域为第二水流区，所述第二电极筒的底部与所述反应器本体的内底板之间留有空隙；所述曝气装置的出气端设置在所述第一水流区的底部，所述曝气装置的进气端用于与外界鼓风机的出风口连通；所述第一筛板上设有第一通孔，所述第一筛板的外边沿与所述第一电极筒的内壁相匹配，所述第一通孔与所述第二电极筒的外壁相匹配；所述第二筛板上设有第二通孔，所述第二筛板的外边沿与所述第一电极筒的内壁相匹配，所述第二通孔与所述第二电极筒的外壁相匹配；所述第一筛板与所述第二筛板设置在所述第二水流区中，所述粒子填料设置在所述第一筛板、所述第一电极筒、所述第二筛板以及所述第二电极筒所形成的包围空间内。本实用新型实施例通过将设置在系统中间的电极设置为筒状，使两电极间的间距调整能通过改变所述第二电极筒的直径实现，同时，通过设置在所述第一水流区的底部的曝气装置，提升所述第一水流区中的水，溢流出第一水流区流入第二水流区并与所述第二水流区形成内循环系统，有效提高了水流均匀性，避免出现反应死角；水在流经所述第一筛板、所述第一电极筒、所述第二筛板以及所述第二电极筒所形成的包围空间时，与所述粒子填料进行电极催化氧化反应；且由于所述曝气装置不直接对设置在所述第二水流区中的所述粒子填料进行曝气，能避免所述粒子填料出现堆积过密的情况，有效减少沟流短路，减少能耗。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。