【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业废水治理，具体地涉及一种三维电极、三维电极反应器和废水处理系统及废水电化学处理的方法。
技术介绍
1、随着工业时代飞速发展，工业生产需求不断增加，随之而来的工业废水问题也越来越严重，尤其是高含盐、含氮、含难降解有机物等废水的处理，亟待一种有效、绿色、经济的技术。电化学氧化技术是利用电能通过在电极表面发生电子转移和产生羟基自由基·oh，从而发生氧化还原反应而使污染物得到去除的绿色环境友好技术；操作简单、反应条件温和、无需添加化学药品、不产生二次污染；电化学技术可以同时处理难降解有机废水中的toc和总氮。
2、三维电极体系作为电化学氧化体系的一种，与传统二维电极体系相比，具有有效电极面积大、反应器的面体比大、传质效果好、电流效率高等优点。三维电极反应槽去除污染物的反应机理复杂，根据处理废水性质、主电极性能及填充粒子材料电催化活性等的不同而有所差异。但是现有技术中三维电极体系中的粒子电极大多为活性炭上负载功能性成分，在反应过程中会有活性炭渣脱落，存在污染出水水质的问题和粒子电极消耗补充等问题；另外，部分三维电极体系中需要设置隔膜，增加经济成本的同时对进水水质有一定的要求，限制其使用范围。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，一种三维电极、三维电极反应器和废水处理系统及废水电化学处理的方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种三维电极，该三维电极包括阴极、阳极以及在使用时填充于阴极和阳极之间的粒子
3、本专利技术第二方面提供了一种三维电极反应器，该反应器包括布水器、电极板和粒子电极，所述电极板包括至少一个阴极板和至少一个阳极板，且阴极板与阳极板在反应器中间隔分布从而将反应器腔体分隔为并列的多个通道，粒子电极填充在各个通道中，所述布水器设置在通道的下方用于支撑粒子电极和分配废水，所述粒子电极为负载碳纤维的聚苯硫醚粒子。
4、本专利技术第三方面提供了一种废水处理系统，该系统包括依次连接的储液罐、上述所述的三维电极反应器和气体收集装置。
5、本专利技术第四方面提供了一种废水电化学处理的方法，该方法包括：采用第一方面所述的三维电极或第二方面所述的三维电极反应器或第三方面所述的系统电解废水。
6、通过上述技术方案，本专利技术取得了以下有益效果：
7、(1)现有的废水处理过程中通常需要添加化学药剂(会在废水中引入新的离子)、操作复杂、处理效果不理想、不能稳定达标排放等缺点，而本专利技术提供的三维电极、三维电极反应器和废水处理系统以及废水电化学处理方法不需要添加化学药剂，无二次污染，能耗低，处理效果好。
8、(2)现有技术中的粒子电极(例如活性炭等)在处理一段时间废水后均需要进行再生处理。而本专利技术提供的三维电极、三维电极反应器和废水处理系统采用负载碳纤维的聚苯硫醚粒子作为粒子电极，具有高效、无污染、可原位再生的优点，即本专利技术的粒子电极无需单独再生，在废水处理过程中就可以实现粒子电极的再生。并且本专利技术的三维电极和三维电极反应器均不需要设置隔膜，可以降低成本，而且本专利技术的三维电极、三维电极反应器和废水处理系统可以长期稳定运行。
9、(3)本专利技术能够处理高含盐、含氮、含难降解有机物的废水，且可以在处理废水过程中同时脱氮除有机物。
10、(4)本专利技术的优选实施方式能够利用气体收集装置将反应过程中产生的气体进行及时处理，避免达到爆炸极限发生危险。
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1.一种三维电极，其特征在于，该三维电极包括阴极、阳极以及在使用时填充于阴极和阳极之间的粒子电极，其中，所述粒子电极为负载碳纤维的聚苯硫醚粒子。
2.根据权利要求1所述的三维电极，其中，所述负载碳纤维的聚苯硫醚粒子中碳纤维的含量为10-50重量％，优选为30-40重量％；
3.根据权利要求1所述的三维电极，其中，所述阴极和阳极各自独立地选自石墨电极、金属电极、金属涂层电极和金刚石电极中的一种。
4.根据权利要求1所述的三维电极，其中，所述阴极包括至少一个阴极板，所述阳极包括至少一个阳极板，且所述阴极板与阳极板间隔分布，各个阴极板与阳极板之间均填充有负载碳纤维的聚苯硫醚粒子；
5.一种三维电极反应器，其特征在于，该反应器包括布水器(5)、电极板(6)和粒子电极(7)，所述电极板(6)包括至少一个阴极板和至少一个阳极板，且阴极板与阳极板在反应器中间隔分布从而将反应器腔体分隔为并列的多个通道，粒子电极填充在各个通道中，所述布水器(5)设置在通道的下方用于支撑粒子电极和分配废水，所述粒子电极为负载碳纤维的聚苯硫醚粒子。
6.根据
7.根据权利要求5所述的三维电极反应器，其中，所述阴极板和阳极板各自独立地选自石墨电极、金属电极、金属涂层电极和金刚石电极中的一种；
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的三维电极反应器，其中，所述三维电极反应器还包括通过最外侧的电极板与最外侧的通道隔开的溢流室；
9.一种废水处理系统，其特征在于，该系统包括依次连接的储液罐(2)、权利要求5-8中任意一项所述的三维电极反应器和气体收集装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述气体收集装置包括依次连接的负压排气管(11)、吸收罐(12)和鼓风排气管(13)。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述系统还包括与溢流室连接的出水管(9)，出水管(9)与三维电极反应器的进水口之间设有回流管(10)，使出水管(9)内至少部分电解后的废水作为循环水返回三维电极反应器。
12.一种废水电化学处理的方法，其特征在于，该方法包括：采用权利要求1-4中任意一项所述的三维电极或权利要求5-8中任意一项所述的三维电极反应器或权利要求9-11中任意一项所述的系统电解废水。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，电源在电极板上施加的电流密度为0.1-100mA/cm2。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，废水在三维电极反应器中停留时间为5-180min；
15.根据权利要求12-14中任意一项所述的方法，其中，废水中TN＝5-8000mg/L；
16.根据权利要求12-14中任意一项所述的方法，其中，负压排气管11的负压设置范围为-100Pa至-100KPa。
...【技术特征摘要】
1.一种三维电极，其特征在于，该三维电极包括阴极、阳极以及在使用时填充于阴极和阳极之间的粒子电极，其中，所述粒子电极为负载碳纤维的聚苯硫醚粒子。
2.根据权利要求1所述的三维电极，其中，所述负载碳纤维的聚苯硫醚粒子中碳纤维的含量为10-50重量％，优选为30-40重量％；
3.根据权利要求1所述的三维电极，其中，所述阴极和阳极各自独立地选自石墨电极、金属电极、金属涂层电极和金刚石电极中的一种。
4.根据权利要求1所述的三维电极，其中，所述阴极包括至少一个阴极板，所述阳极包括至少一个阳极板，且所述阴极板与阳极板间隔分布，各个阴极板与阳极板之间均填充有负载碳纤维的聚苯硫醚粒子；
5.一种三维电极反应器，其特征在于，该反应器包括布水器(5)、电极板(6)和粒子电极(7)，所述电极板(6)包括至少一个阴极板和至少一个阳极板，且阴极板与阳极板在反应器中间隔分布从而将反应器腔体分隔为并列的多个通道，粒子电极填充在各个通道中，所述布水器(5)设置在通道的下方用于支撑粒子电极和分配废水，所述粒子电极为负载碳纤维的聚苯硫醚粒子。
6.根据权利要求5所述的三维电极反应器，其中，所述负载碳纤维的聚苯硫醚粒子中碳纤维的含量为10-50重量％，优选为30-40重量％；
7.根据权利要求5所述的三维电极反应器，其中，所述阴极板和阳极板各自独立地选自石墨电极、金属电极、金属涂层电极和金刚石电极中的一种；
8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，宋昭仪，马文静，胡金玲，
申请(专利权)人：中化环境科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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