一種用于海水循環養殖系統的電催化處理裝置的制造方法

文檔序號:10259691
一種用于海水循環養殖系統的電催化處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種污水處理技術領域,尤其是設及一種針對循環海水養魚廢水 的處理裝置。
【背景技術】
[0002] 海水循環養殖系統的核屯、技術是養殖廢水的處理和循環再利用,其中對養殖危害 最大的氨氮和亞硝酸鹽氮等污染物的降解去除是該技術成功運行的關鍵。在日常生產管理 中,投巧行為及魚類排泄物對養魚池中氨氮、COD和SS濃度影響顯著,而對亞硝酸鹽氮濃度 影響較小。
[0003] 海水循環養殖技術經濟效益好,環境污染小,集現代工程、機電、生物、環保及飼料 科學等多學科于一體,是當今世界海水養殖產業發展的必然趨勢,在發達國家早已興起發 展,進展很快。
[0004] 我國過去許多國家開發項目雖有引進,但因其高昂的設備價格和運行成本難W普 遍推廣使用,同時其不適合我國的自然條件因而難W普及。國內對海水循環水養殖系統亦 進行了很多的開發研究,也取得了一定的成果,主要有物理方法、化學方法W及生物方法, 但由于受系統設計基本采用污水處理設計理念的局限、受采用現行工業通用累、閥、過濾、 增氧、殺菌、檢測、自控等設備的制約,且設備的耐用性、耐腐蝕性、檢測儀器的可靠性、全系 統的配套性、易操作性、易維護性也存在著不少運樣或那樣的問題,致使國內在開展海水循 環養殖系統上,雖然投入了可觀的人力、財力,卻因設施和設備的價格、能耗、運行成本居高 不下,同時水處理效果達不到國家規定的養殖水標準,至今無法推廣應用。
[000引在海水循環養殖的廢水物理處理技術中,特別是沉淀、過濾和泡沫分離等技術,運 些物理處理設施具有造價和運行費用低等優點,缺點是只能去除水體中的懸浮物,不能去 除溶解性污染物,特別是不能除去對魚類等養殖對象有強毒性的氨氮。
[0006] 在海水循環養殖的廢水化學處理技術中,氧化技術較多應用于海水集約化養殖廢 水處理,由于臭氧具有氧化能力強,處理后的水體中溶解氧含量高,能快速分解水體中有機 質和還原性無機質,殺滅水體中的病毒、細菌和微藻,無二次污染等優點,但臭氧氧化技術 處理成本很高,且殘留的臭氧對養殖對象產生一定的毒性作用。
[0007] 海水循環養殖的廢水生化處理技術是利用微生物的吸收、代謝作用去除水體中有 機物和氨氮,與物化技術相比具有投資低、不易產生二次污染等優點,是處理溶解態污染物 最經濟有效的方式,但海水的高含鹽量會抑制微生物的生長,不利于生化反應的進行。 【實用新型內容】
[0008] 針對現有技術存在的上述問題,本申請人提供了一種用于海水循環養殖系統的電 催化處理裝置。本裝置可有效去除海水養殖廢水中的氨氮、C0D,將海水高含鹽量所帶來的 困擾轉變為優勢,使循環海水養殖系統穩定運行,高效、便捷、占地面積小、經濟且綠色。
[0009] 本實用新型的技術方案如下:
[0010] -種用于海水循環養殖系統的電催化處理裝置,包括筒體、位于筒體底部的進水 口、進氣口 W及位于筒體頂部的出水口和排氣口,在所述筒體內平行于筒身方向設置若干 根碳棒,所述碳棒的長度從進水口延伸到出水口的上方;所述碳棒之間填充有催化劑粒子。
[0011] 作為上述技術方案的進一步改進:
[0012] 所述碳棒固定在分別位于進水口和出水口的上方的多孔板上。
[0013] 所述多孔板通過Ξ角固定座固定在筒體的內壁上。
[0014] 所述碳棒穿過多孔板;穿出靠近進水口的那塊多孔板的部分通過碳棒固定板固定 在該塊多孔板上;穿出靠近出水口的那塊多孔板的部分通過U型管夾固定在該塊多孔板上。
[0015] 所述筒體放置在底板上;所述筒體頂部為可打開的封頭,所述封頭通過快開法蘭 密封在筒體上。
[0016] 所述進氣口連接伸入筒體內部的進氣裝置,所述進氣裝置在筒體內部通過進氣固 定管與筒體的內壁固定連接。
[0017] 所述筒體頂部還設置電纜接口。
[0018] 所述筒體底部設置手孔。
[0019] 所述碳棒為四根。
[0020] 所述催化劑粒子為特制的特種碳素電觸媒催化劑,生產方法包括W下步驟:將制 取催化劑的原材料粉碎成粉末,然后將溶劑和粘接劑混合成均勻的液體,再向混合均勻的 液體中加入粉碎后的催化劑的原材料并繼續混勻成為漿料,再依次經干燥、成型、破碎篩 分、賠燒、浸潰、碳化與二次破碎篩分,制得催化劑的成品;
[0021] 所述催化劑的原材料的組分及各組分的重量百分數為: 碳粉 40~60%; 被粉 10~15%;
[002引 飲粉 KK15%; 猛粉 5~10%; 鉛粉 15~20%;
[0023] 所述催化劑的原材料的各組分中揮發分含量<15%,硫含量<0.4%。
[0024] 優選的,所述將制取催化劑的原材料粉碎成粉末的粒度^ 5皿1。
[0025] 優選的,粉碎后的催化劑的原材料在與溶劑和粘接劑混合之前對其進行形貌處 理:將原材料粉末在保護氣體的保護下加熱到1200°C;所述保護氣體為體積比2:1的甲燒和 氮的混合氣體。運樣可W進一步保證原材料的各向同性,同時增加原材料的振實密度和粒 度分布范圍。
[0026] 所述溶劑為水、酒精、乙二醇或甲苯;所述粘接劑為漸青、焦油或樹脂。優選的,所 述粘接劑為高溫改性漸青。
[0027] 所述溶劑與催化劑的原材料的重量比為20:10~10:20,所述粘接劑占催化劑的原 材料重量的1~10%。
[0028] 優選的,粉碎后的催化劑的原材料與溶劑和粘接劑混合成漿料時,向漿料中加入 防沉降劑聚二醇酸或/和碳化促進劑碳化二亞胺。所加入的防沉降劑聚二醇酸占催化劑的 原材料重量的0.1~10%,所加入的碳化促進劑碳化二亞胺占催化劑的原材料重量的0.1~ 10%。
[0029] 所述成型是指:所述漿料干燥后,放入壓塊成型機的成型模具內,在80~120MPa高 壓條件下,通過催化劑的原材料中的黏結性組分的黏結力、催化劑的原材料分子之間的吸 引力及所述溶劑中的黏結性組分在高壓條件下發生的熱縮聚,將物料壓成具有強度的塊 狀。成型后的塊狀還要進行破碎篩分,因為成型后不能保證產品的粒度要求,所W需要破碎 篩分,然后再賠燒和浸潰,然后再碳化和二次破碎篩分。二次破碎篩分后得到的是顆粒狀產 品。賠燒、浸潰、碳化運Ξ個步驟是本領域的常規步驟。
[0030] 所述賠燒與浸潰步驟可根據產品用途或其他要求重復進行,賠燒與浸潰步驟重復 進行1~20次。
[0031 ]本裝置中,電催化基本原理是運樣的:
[0032] 海水中的鹽分主要成分為氯化鋼化C1,化C1溶液在常溫常壓下通過有催化活性的 電極會生成氯氣Cl2,氯氣與水反應會生成具有強氧化性的次氯酸根離子C1CT,次氯酸根離 子的強氧化性會使難生物降解的有機物轉化為可生物降解的有機物,或是難降解的有機物 轉化成二氧化碳和水。
[0033] 主要反應:
[0034] (l)Cb的生成:
[00巧]2(Cn-化-一 CI2K正極反應)①
[0036] (2)Cl〇-的生成:
[0037] CI2+H2O 一肥 1+肥 10 ②
[003引肥 10 一 C10-+H+ ③
[0039] (3)Cl〇-氧化氨氮:
[0040] 畑3+C1礦一化+出0+Cr (總反應式)④
[0041] W上過程的綜合作用,能夠有效的去除水中的有機污染物、氨氮及總氮。同時,產 生的強氧化性的次氯酸根離子和通電環境會殺死水中的細菌,使水環境更加清潔。
[0042] 本實用新型有益的技術效果在于:
[0043] 本電催化處理裝置本質上來說是一個電解池,主要由反應器外殼、碳電極組成,圓 柱形反應器可W使水流分布更加均勻,使處理效果更好。另外海水中的可溶性鹽是天然的 電解質,可W增強溶液導電性,使有機物的降解反應順利發生,對電催化過程具有良好的推 動作用。
【附圖說明】
[0044] 圖1為本實用新型的外部結構示意圖;
[004引圖2為本實用新型的截面結構示意圖;
[0046] 圖3為本實用新型的優選方案中多孔板結構示意圖;
[0047] 圖4為本實用新型的進氣裝置出氣孔示意圖;
[0048] 圖5為本實用新型一個具體實施例的結構示意圖。
[0049] 圖中:1、筒體;2、快開法蘭;3、封頭;4、底板;5、進氣裝置;6、多孔板;7、碳棒;8、進 氣固定管;9、碳棒固定板;10、Ξ角固定座;11、U型管夾;12、排氣口; 13、電纜接口; 14、進水 口; 15、出水口; 16、手孔;17、進氣口。
【具體實施方式】
[0050] 下面結合附圖,對本實用新型進行具體描述。
[0051] 通過附圖1和2可W看到,本實用新型提供的用于海水循環養殖系統的電催化處理 裝置,包括筒體1、位于筒體1底部的進水口 14、進氣口 17W及位于筒體頂部的出水口 15和排 氣口 12,在筒體1內平行于筒身方向設置若干根碳棒7,碳棒7的長度從進水口 14延伸到出水 口 15的上方;碳棒7之間填充有催化劑粒子。優選的,碳棒7為四根。
[0052] 碳棒7固定在分別位于進水口 14和出水口 15的上方的多孔板6上。多孔板6通過Ξ 角固定座10固定在筒體1的內壁上。碳棒7穿過多孔板6;穿出靠近進水口 14的那塊多孔板6 的部分通過碳棒固定板9固定在該塊多孔板6上;穿出靠近出水口 15的那塊多孔板6的部分 通過U型管夾11固定在該塊多孔板6上。優選的,多孔板6中點上開一個孔、周圍均勻分布開 孔,對應碳棒7的根數。如果碳棒7為四根,則多孔板6的開孔分別為中屯、點一個、周圍均勻分 布3個,如圖3所示。多孔板6是一個上面鉆有許多小孔的的板,水和氣體均可W通過,底下的 進氣裝置5出來的氣體與曝氣區的水一起通過多孔板6進入到反應區。
[0053] 筒體1放置在底板4上;筒體1頂部為可打開的封頭3,封頭3通過快開法蘭2密封在 筒體1上。排氣口 12和電纜接口 13設置在封頭3上。
[0054] 進氣口 17連接伸入筒體1內部的進氣裝置5,進氣裝置5在筒體1內部通過進氣固定 管8與筒體1的內壁固定連接。
[0055] 筒體1頂部還設置電纜接口 13,電源線路通過電纜接口 13連接入筒體1內。筒體1底 部設置手孔16,用于裝卸催化劑粒子。
[0056] 進水口 14外接計量累,進氣口 17外接鼓風機。
[0057] 優選的筒體1采用圓柱形容器作為反應器,壁體由不誘鋼制作而成,筒體內安裝有 四根電極棒即碳棒7,此外不誘鋼外殼也可作為電極使用。相較于傳統反應器中電極僅限于 安裝于內部且材料單一的設計,本申請中電源極性和電極材料可視情況進行靈活變化,一 般情況下只是用軸屯、(即多孔板6的中屯、點)的電極棒連接電源負極,將筒體外壁接電源正 極;在特殊情況下,可將另外Ξ根電極棒接正極,將筒體外壁接負極,W達到更好的處理效 果。
[0058] 本裝置采用下部進水,上部出水的方式運作,是封閉裝置,設備底部設有曝氣裝置 (即進氣裝置5),優選的進氣裝置5的出氣孔是朝下設計的,如圖4所示。
再多了解一些
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