[0001] 本发明涉及一种废水降解装置，属于水处理技术领域。

[0002] 有机废水中有机污染物浓度高及化学需氧量COD值高，水质色度深，一直是国内外科技界难以处理的问题之一。目前的处理技术对有机废水进行降解处理后，有机污染物降解不完全，脱色效果差、COD去除率低，并且部分处理技术还伴有二次污染的危害。电催化氧化法是近几年来发展起来的一种颇有发展前景的高级氧化水处理技术。电催化氧化技术是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性物质将污染物氧化降解。在电解过程中产生的氧化能力极强的羟基自由基·OH是使有机污染物得以氧化降解的主要原因。电催化氧化法具有比一般的化学反应更强的氧化能力、化学药剂消耗少、适应性强以及易于实现自动化控制等优点，这已在含烃、醛、醇、醚、酚等有机污染物的处理中逐渐得到应用。

[0003] 在现有技术的电催化氧化法处理废水过程中，催化氧化的效率一直是本领域技术人员关注和研究的重点。

[0004] 例如，日本专利公开说明书JP5261374(A)提出，为了获得较快的有机物催化氧化反应速率，在待处理的有机废液中加入电解质盐。在现有技术中，还包括增加电解质溶液的浓度及其他方法。电解质溶液的浓度对有机物的催化降解速率有很大影响。一般情况下，随着电解质溶液浓度的增加，槽电压降低，降解速率增高。但电解质投入量增大，处理费用增加，并且会增加溶液中电解质离子浓度，对各有机污染物水处理体系的电催化反应条件进行深入研究，确定最佳催化降解条件对提高催化降解速率、降低水处理费用是非常必要的。

[0005] 美国专利申请公开说明书US2003075435提供了一种改善和提高废水直接电催化氧化效率的装置，包括在筒形反应装置的横截面内水平布置若干网状电极，强迫待处理的进液流经电极，以最大程度地提高待处理液与电极的接触，从而提高电催化氧化的反应效率。

[0006] 美国专利申请公开说明书US2005034978公开了一种用于废水处理的湿法氧化还原电解装置，分别采用交叉设置的U形和E形的多孔的阴、阳电极，将所述的氧化还原电解装置隔成曲折的流道，可以同时防止待处理的废液和阴阳电极间的电流“绕过”电极，保证待处理的废液和阴阳电极间的电流都能均匀地分布于阴阳电极之间，以提高氧化还原电解效率。

[0007] 在现有技术中，为了改善催化氧化反应效率，还会借助一些机械方法。例如，美国专利US5308458提供了一种光催化降解有机物的方法，是在催化反应中设置一个可旋转的碟状物，其表面粘结有锐钛型二氧化钛作为催化剂，所述旋转碟通过一个空心轴连接马达传动。待处理的有机物液体被传送到旋转碟的上表面，使有机废液通过旋转离心作用自中心向边缘扩散，从而起到加速和搅拌液流的作用，以提高催化反应的效率。

[0008] 中国专利申请公开说明书CN200410025683.2公开了一种采用电化学转盘处理难降解有机废水的方法，将阳极和阴极均匀地交替布置在一个电化学转盘上，并将阳极和阴极分别用导线连接起来，再通过炭刷分别与直流电源的两极相连，进行电解。电化学转盘的下部浸没在电解槽内的溶液中，上部暴露在空气中，用电机带动转盘转动，以加快电极表面和主体溶液物质的交换更新，空气中与水体内可同时进行电解。该发明利用转盘上交替分布的阴阳极解决平板电极传质慢的问题，利用转盘的转动来加快电极表面和主体溶液物质的交换更新，强化了传质，并增加了液膜中的溶解氧，同时在两极间布上催化剂，兼顾了阴阳极氧化效率和催化效果，而且充分利用了空间，使电极面积大大扩展。

[0009] 但上述各装置均存在反应效率低、有机污染物的脱色率低的问题。

[0034] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0035] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

[0036] 实施例一如图1至4所示，用于处理含有重金属离子的有机废水降解装置，它包括壳体1、进水口
2和出水口3，壳体1内设置反应室4，所述进水口2和出水口3设置在壳体1上，并与反应室
4连通。壳体的尺寸为1130mm×580mm×995mm。所述反应室4有两个，每个反应室4内设有两电极。每个反应室的尺寸均为460mm×460mm×430mm。第一反应室中的阴极由设于反应室中间的可旋转的电极轴5和套接在电极轴5上的沉积筒8组成，阳极绕所述沉积筒8周向地插接在反应室内壁，阳极为方形，阴极为圈形，因此极间距不是一个定值，最大极间距约为200mm，最小极间距约为105mm。第一反应室中的阳极插接在第一反应室的内壁上，它是以金属钛为基体，而且钛层外还覆有SnO2-Sb2O3-MnO2中间层，中间层外还有PbO2-MnO2-PTFE活化层。第二反应室中的阳极由设于反应室中间的可旋转的电极轴5和套接在电极轴5上的沉积筒8组成，阴极绕所述沉积筒8周向地插接在反应室4内壁，极间距与第一反应室中相同，第二反应室中，沉积筒8即为阳极，并且沉积筒8上镀覆有金属钛，而且钛层外还覆有SnO2-Sb2O3-MnO2中间层，中间层外还有PbO2-MnO2-PTFE活化层。所述电极轴5上端固定连接有轴帽6，轴帽6上开有螺孔，所述沉积筒8通过螺栓和所述螺孔固定在电极轴5上，沉积筒
8与所述电极轴5电连通。在所述电极轴5位于所述沉积筒8下方的轴身上密封连接有法兰9和隔离盘10。在所述电极轴5位于隔离盘10下方的轴身上设置有齿轮接入点。本实施例还包括电机7，所述电机7设置在壳体1内部并通过所述隔离板10与反应室4隔离，该电机7通过啮合齿轮与所述齿轮接入点连接。所述电极轴5下端电连接有一导电组件11，所述导电组件包括导电室111、密封隔板112、覆盖在密封隔板112上的保护液113和伸入导电室111的电接入端114和电输出端115，导电室111中充满导电液体。本装置还包括电
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源，该电源使得该装置在使用时电流密度控制在20mA/cm。

[0037] 本实施例的废水降解装置要处理的废水中因含有有机污染物和重金属离子，因此，两个反应室串联，即流经第一反应室的废水会流经第二反应室，从第二反应室流出后，废水被降解完全。

[0038] 当旋转电极用于阴极时，废水中的重金属离子在旋转电极附近被还原，因旋转电极附近涡流较强，因此，被还原的重金属离子很容易沉降下来。

[0039] 当旋转电极用于阳极时，废水中的有机污染物在旋转电极附近发生电催化氧化反应，同时由于旋转电极均匀地搅拌作用，使有机物被催化降解的反应效率提高。

[0040] 当然在第一反应室中，它的阳极是非旋转的，并不是说它没有降解有机物的作用，只是相对来说降解效率偏低而已，其降解原理还是一样的；在第二反应室中，它的阴极是非旋转的，并不是说它没有还原重金属离子的作用，只是相对来说还原后的沉降效率偏低而已。

[0041] 实施例二如图1至4所示，用于处理含有有机污染物的工业废水的废水降解装置，它包括壳体1、进水口2和出水口3，壳体1内设置反应室4，所述进水口2和出水口3设置在壳体1上，并与反应室4连通。壳体的尺寸为1130mm×580mm×995mm。所述反应室4有两个，每个反应室4内设有两电极。每个反应室的尺寸均为460mm×460mm×430mm。每个反应室中的阳极均由设于反应室中间的可旋转的电极轴5和套接在电极轴5上的沉积筒8组成，阴极绕所述沉积筒8周向地插接在反应室4内壁。因阴极为方形，因此极间距不是一个定值，最大极间距约为200mm，最小极间距约为105mm。沉积筒即构成阳极，沉积筒上镀覆有金属钛，而且钛层外还覆有SnO2-Sb2O3-MnO2中间层，中间层外还有PbO2-MnO2-PTFE活化层。所述电极轴
5上端固定连接有轴帽6，轴帽6上开有螺孔，所述沉积筒8通过螺栓和所述螺孔固定在电极轴5上，沉积筒8与所述电极轴5电连通。在所述电极轴5位于所述沉积筒8下方的轴身上密封连接有法兰9和隔离盘10。在所述电极轴5位于隔离盘10下方的轴身上设置有齿轮接入点。本实施例还包括电机7，所述电机7设置在壳体1内部并通过所述隔离板10与反应室4隔离，该电机7通过啮合齿轮与所述齿轮接入点连接。所述电极轴5下端电连接有一导电组件11，所述导电组件包括导电室111、密封隔板112、覆盖在密封隔板112上的保护液113和伸入导电室111的电接入端114和电输出端115，导电室111中充满导电液
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体。本装置还包括电源，该电源使得该装置在使用时电流密度控制在50mA/cm。

[0042] 实施例三以如图1至4所示，用于处理含有有机污染物的工业废水的废水降解装置，它包括壳体
1、进水口2和出水口3，壳体1内设置反应室4，所述进水口2和出水口3设置在壳体1上，并与反应室4连通。壳体的尺寸为1130mm×580mm×995mm。所述反应室4有两个，每个反应室4内设有两电极。每个反应室的尺寸均为460mm×460mm×430mm。每个反应室中的阳极均由设于反应室中间的可旋转的电极轴5和套接在电极轴5上的沉积筒8组成，阴极绕所述沉积筒8周向地插接在反应室4内壁。因阴极为方形，因此极间距不是一个定值，最大极间距约为200mm，最小极间距约为105mm。沉积筒即构成阳极，沉积筒上镀覆有金属钛，而且钛层外还覆有SnO2-Sb2O3中间层，中间层外还有PbO2-MnO2活化层。所述电极轴5上端固定连接有轴帽6，轴帽6上开有螺孔，所述沉积筒8通过螺栓和所述螺孔固定在电极轴5上，沉积筒8与所述电极轴5电连通。在所述电极轴5位于所述沉积筒8下方的轴身上密封连接有法兰9和隔离盘10。在所述电极轴5位于隔离盘10下方的轴身上设置有齿轮接入点。
本实施例还包括电机7，所述电机7设置在壳体1内部并通过所述隔离板10与反应室4隔离，该电机7通过啮合齿轮与所述齿轮接入点连接。所述电极轴5下端电连接有一导电组件11，所述导电组件包括导电室111、密封隔板112、覆盖在密封隔板112上的保护液113和伸入导电室111的电接入端114和电输出端115，导电室111中充满导电液体。本装置还包
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括电源，该电源使得该装置在使用时电流密度控制在50mA/cm。

[0043] 对比例一以ClO2为处理有机废水的化学试剂，对含有苯酚和苯胺的废水进行降解。在该废水中加入浓度为10％的ClO2并控制PH=5。

[0044] 对比例二以现有的电催化氧化装置为处理装置对含有苯酚和苯胺的废水进行降解。该装置的电极不可旋转。

[0045] 对比例三以现有的电催化氧化装置为处理装置对含有苯酚和苯胺的废水进行降解。该装置的电极不可旋转，但将该不可旋转地电极的阳极改成本发明的阳极，即以钛层为基层，SnO2-Sb2O3-MnO2为中间层，PbO2-MnO2-PTFE为活化层。该电极可通过以下方法制备：
1）基体处理
厚0.8mm的钛片，依次用砂布、水砂纸打磨后，在10％草酸溶液中煮沸2h，然后放入1％草酸溶液中待用。

[0046] 2）中问层的制备Sn、Sb、Mn的盐类按元素摩尔比1:0.5:0.5溶解在盐酸及正丁醇溶液中，把从1％草酸中取出的钛片，洗净、烘干后，将所配溶液涂在钛片上，于烘箱中烘干，马弗炉中焙烧，反复-5 2
几次，保证中间层中Sn、Sb、Mn的含量在10 mol/cm 数量级。

[0047] 3）活性层的制备Pb、Mn的盐类按一定比例混解在PTFE乳液中，逐次涂在步骤1）中制好的钛片上，烘干、-5 2
焙烧、反复几次，保证活性层中Pb、Mn的含量在10 mol/cm 数量级。

[0048] 表一
表二

表三