一种基于电催化氧化的废水净化设备

摘要

本发明公开了一种基于电催化氧化的废水净化设备，属于废水处理技术领域，包括用于盛装废水的壳体构件，还包括排水管组，固定布设于壳体构件中，其内装配有活动阀板，用于控制壳体构件侧引流阀口的启闭以及排水管组的排水启闭，包括电催化模组，套设于排水管组外，电催化模组内装配有伸缩浮体，还包括进液组件，与电催化模组的伸缩浮体匹配设置，用于控制壳体构件中的废水循环进入电催化模组中，本发明通过浮动布设于壳体构件内部的电催化模组，能够在浮动沉降过程中自动将其内部待处理的废水电催化净化后通过排水管组排出，并将壳体构件内的待处理废水定量引流至电催化模组中进行处理，达到自动循环电催化净水的目的。

权利要求

1.一种基于电催化氧化的废水净化设备，包括壳体构件，用于定量盛装待处理的废水，且所述壳体构件一侧布设有引流阀口，其特征在于，所述废水净化设备还包括：排水管组，包括管件主体和活动阀板，管件主体固定布设于壳体构件中，其一侧活动装配有活动阀板，用于控制引流阀口的启闭，且管件主体另一侧布设有排水孔管，用于排出处理后的废水，排水孔管一侧滑动布设有封堵件，用于控制排水孔管的启闭，所述活动阀板与封堵件联动设置；

电催化模组，所述电催化模组包括反应腔体、伸缩浮体、导气管、驱动器和安装槽，所述反应腔体套设于排水管组外，且与排水管组滑动相接，所述反应腔体内装配有电催化极板，用于电催化氧化废水，反应腔体外壁面上活动装配有伸缩浮体，使反应腔体浮动于待处理的废水液面上，并配合伸缩浮体的运动从壳体构件中获取定量的待处理废水，在电催化氧化废水时，通过废水产生的气体压力驱动伸缩浮体运动，从而驱动反应腔体沿着排水管组移动并通过排水孔管将处理后的废水排出，所述导气管与反应腔体相连通且导气管末端连通有压力舱，压力舱中滑动布设有压力阀板，压力阀板与控制器电性相连，用于控制电催化极板的电流变化，所述驱动器布设于反应腔体一侧，用于驱动伸缩浮体的运动，所述安装槽布设于反应腔体一侧，且朝向活动阀板一侧设置，安装槽一侧布设有若干的排气孔，用于排出反应腔体中的气体；

气阀组件，布设于电催化模组一侧，且朝向活动阀板一侧设置，以使所述气阀组件与活动阀板抵接后驱使电催化模组中的气体排出，并驱动封堵件运动，以使电催化模组中处理后的废水从排水孔管中排出，所述气阀组件包括阻尼滑动套、封堵片和抵接片，所述阻尼滑动套装配于安装槽中，且其内部滑动布设有滑动件，所述封堵片装配于滑动件一侧且朝向反应腔体内侧设置，用于活动封堵排气孔，所述抵接片装配于滑动件另一侧且与反应腔体通过弹性件装配相接，用于在抵接活动阀板后驱动封堵片朝向远离排气孔一侧运动；

进液组件，布设于电催化模组底部，且与电催化模组的浮动位置匹配设置，用于控制壳体构件中的废水循环进入电催化模组中，所述进液组件包括进液壳体、滑动部、配重块、浮动块和排液部，所述进液壳体固定布设于反应腔体底部一侧，其内布设有封堵部和导通部，所述滑动部，通过阻尼滑动部滑动布设于进液壳体中，所述配重块靠近反应腔体的内部腔体一侧设置，所述浮动块靠近反应腔体外侧设置，其上布设有进液槽口，所述进液槽口末端朝向封堵部和导通部一侧设置，用于配合封堵部和导通部进行启闭，所述排液部连通进液壳体和反应腔体的内部腔体；以及

回流组件，布设于壳体构件一侧，用于回收壳体构件中溢出的待处理废水。

2.根据权利要求1所述的一种基于电催化氧化的废水净化设备，其特征在于，所述壳体构件还包括：

储液壳体，用于盛装待处理的废水；

输水通道，连通引流阀口，用于向储液壳体中输入待处理的废水；以及控液排口，布设于储液壳体的内壁一侧，用于限定储液壳体中盛装的废水容量。

3.根据权利要求1所述的一种基于电催化氧化的废水净化设备，其特征在于，所述排水管组还包括连接件，装配连接所述活动阀板与封堵件。

4.根据权利要求1所述的一种基于电催化氧化的废水净化设备，其特征在于，所述回流组件包括：

暂存腔，用于存放储液壳体中溢出的废水；

泵机，装配于暂存腔一侧，通过浮动件控制泵机抽取暂存腔中的废水；以及回流管，用于将暂存腔中的待处理废水输送至输水通道中。

说明书

一种基于电催化氧化的废水净化设备

技术领域

[0001] 本发明属于废水处理技术领域，具体是涉及一种基于电催化氧化的废水净化设备。

背景技术

[0002] 电催化氧化技术是通过在外加电场作用下利用电极或催化材料具有的催化活性，产生大量具有强氧化性的自由基对有机污染物进行降解，电催化氧化技术因为具有突出的
氧化能力，不易造成二次污染等优点，污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，提高了废水
的可生化性，能够将有机物深度氧化为二氧化碳和水，同时阳极反应产生具有强氧化作用
的中间产物活性氢、活性氧、氢氧自由基，最终达到氧化降解污染物的目的。

[0003] 现有的电催化氧化设备都是通过直接对反应器中的溶液进行电极氧化，在电化学作业过程中，由于废水中含有的有机物杂质不均，所需的处理反应时间也不同，往往需要人
工干预操作调节，自动化程度较低。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种基于电催化氧化的废水净化设备，以解决上述背景技术中的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种基于电催化氧化的废水净化设备，包括壳体构件，用于定量盛装待处理的废水，且所述壳体构件一侧布设有引流阀口，所述废水净化设备还包括：

[0007] 排水管组，包括管件主体和活动阀板，管件主体固定布设于壳体构件中，其一侧活动装配有活动阀板，用于控制引流阀口的启闭，且管件主体另一侧布设有排水孔管，用于排
出处理后的废水，排水孔管一侧滑动布设有封堵件，用于控制排水孔管的启闭，所述活动阀
板与封堵件联动设置；

[0008] 电催化模组，所述电催化模组包括反应腔体和伸缩浮体，反应腔体套设于排水管组外，且与排水管组滑动相接，所述反应腔体内装配有电催化极板，用于电催化氧化废水，
反应腔体外壁面上活动装配有伸缩浮体，使反应腔体浮动于待处理的废水液面上，并配合
伸缩浮体的运动从壳体构件中获取定量的待处理废水，在电催化氧化废水时，通过废水产
生的气体压力驱动伸缩浮体运动，从而驱动反应腔体沿着排水管组移动并通过排水孔管将
处理后的废水排出；

[0009] 气阀组件，布设于电催化模组一侧，且朝向活动阀板一侧设置，以使所述气阀组件与活动阀板抵接后驱使电催化模组中的气体排出，并驱动封堵件运动，以使电催化模组中
处理后的废水从排水孔管中排出；

[0010] 进液组件，布设于电催化模组底部，且与电催化模组的浮动位置匹配设置，用于控制壳体构件中的废水循环进入电催化模组中；

[0011] 以及回流组件，布设于壳体构件一侧，用于回收壳体构件中溢出的待处理废水。

[0012] 作为本发明进一步的方案，所述壳体构件还包括：

[0013] 储液壳体，用于盛装待处理的废水；

[0014] 输水通道，连通引流阀口，用于向储液壳体中输入待处理的废水；

[0015] 以及控液排口，布设于储液壳体的内壁一侧，用于限定储液壳体中盛装的废水容量。

[0016] 作为本发明进一步的方案，所述排水管组还包括连接件，装配连接所述活动阀板与封堵件。

[0017] 作为本发明进一步的方案，所述电催化模组还包括：

[0018] 导气管，与反应腔体相连通且导气管末端连通有压力舱，压力舱中滑动布设有压力阀板，所述压力阀板与控制器电性相连，用于控制电催化极板的电流变化；

[0019] 驱动器，布设于反应腔体一侧，用于驱动所述伸缩浮体的运动；

[0020] 安装槽，布设于反应腔体一侧，且朝向活动阀板一侧设置，安装槽一侧布设有若干的排气孔，用于排出反应腔体中的气体。

[0021] 作为本发明进一步的方案，所述气阀组件包括：

[0022] 阻尼滑动套，装配于安装槽中，且其内部滑动布设有滑动件；

[0023] 封堵片，装配于滑动件一侧且朝向反应腔体内侧设置，用于活动封堵排气孔；

[0024] 以及抵接片，装配于滑动件另一侧且与反应腔体通过弹性件装配相接，用于在抵接活动阀板后驱动封堵片朝向远离排气孔一侧运动。

[0025] 作为本发明进一步的方案，所述进液组件包括：

[0026] 进液壳体，固定布设于反应腔体底部一侧，其内布设有封堵部和导通部；

[0027] 滑动部，通过阻尼滑动部滑动布设于进液壳体中；

[0028] 配重块，靠近反应腔体的内部腔体一侧设置；

[0029] 浮动块，靠近反应腔体外侧设置，其上布设有进液槽口，所述进液槽口末端朝向封堵部和导通部一侧设置，用于配合封堵部和导通部进行启闭；

[0030] 以及排液部，连通进液壳体和反应腔体的内部腔体。

[0031] 作为本发明进一步的方案，所述回流组件包括：

[0032] 暂存腔，用于存储未处理溢出的废水；

[0033] 泵机，装配于暂存腔一侧，通过浮动件控制泵机抽取暂存腔中的废水；

[0034] 以及回流管，用于将暂存腔中的待处理废水输送至输水通道中。

[0035] 综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：

[0036] 本发明通过浮动布设于壳体构件内部的电催化模组，能够在浮动沉降过程中自动将其内部待处理的废水电催化净化后通过排水管组排出，并将壳体构件内的待处理废水定
量引流至电催化模组中进行处理，达到自动循环电催化净水的目的。

[0037] 为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

[0038] 图1为本发明的一种实施例中提供的基于电催化氧化的废水净化设备的结构示意图。

[0039] 图2为本发明的一种实施例中提供的基于电催化氧化的废水净化设备的工作原理示意图。

[0040] 图3为本发明的一种实施例中提供的基于电催化氧化的废水净化设备中图示标记A的结构示意图。

[0041] 图4为本发明的一种实施例中提供的基于电催化氧化的废水净化设备中图示标记B的结构示意图。

[0042] 图5为本发明的一种实施例中提供的基于电催化氧化的废水净化设备中排水管组的立体结构示意图。

[0043] 附图标记：1‑壳体构件、101‑储液壳体、102‑引流阀口、103‑输水通道、104‑控液排口、2‑排水管组、201‑管件主体、202‑连接件、203‑活动阀板、204‑封堵件、205‑排水孔管、3‑
电催化模组、301‑反应腔体、302‑导气管、303‑压力舱、304‑压力阀板、305‑控制器、306‑驱
动器、307‑伸缩浮体、308‑安装槽、309‑排气孔、4‑气阀组件、401‑阻尼滑动套、402‑滑动件、
403‑封堵片、404‑抵接片、405‑弹性件、5‑进液组件、501‑进液壳体、502‑封堵部、503‑导通
部、504‑滑动部、505‑配重块、506‑浮动块、507‑进液槽口、508‑排液部、509‑阻尼滑动部、6‑
电催化极板、7‑回流组件、701‑暂存腔、702‑泵机、703‑浮动件、704‑回流管。

具体实施方式

[0044] 以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

[0045] 请参阅图1‑图5，本发明的一种实施例中的基于电催化氧化的废水净化设备，包括壳体构件1，用于定量盛装待处理的废水，且所述壳体构件1一侧布设有引流阀口102，所述
废水净化设备还包括：所述排水管组2包括管件主体201和活动阀板203，管件主体201固定
布设于壳体构件1中，其一侧活动装配有活动阀板203，用于控制引流阀口102的启闭，且管
件主体201另一侧布设有排水孔管205，用于排出处理后的废水，排水孔管205一侧滑动布设
有封堵件204，用于控制排水孔管205的启闭，所述活动阀板203与封堵件204联动设置；电催
化模组3，所述电催化模组包括反应腔体301和伸缩浮体307，反应腔体301套设于排水管组2
外，且与排水管组2滑动相接，所述反应腔体301内装配有电催化极板6，用于电催化氧化废
水，反应腔体301外壁面上活动装配有伸缩浮体307，使反应腔体301浮动于待处理的废水液
面上，并配合伸缩浮体307的运动从壳体构件1中获取定量的待处理废水，在电催化氧化废
水时，通过废水产生的气体压力驱动伸缩浮体307运动，从而驱动反应腔体301沿着排水管
组2移动并通过排水孔管205将处理后的废水排出；气阀组件4，布设于电催化模组3一侧，且
朝向活动阀板203一侧设置，以使所述气阀组件4与活动阀板203抵接后驱使电催化模组3中
的气体排出，并驱动封堵件204运动，以使电催化模组3中处理后的废水从排水孔管205中排
出；进液组件5，布设于电催化模组3底部，且与电催化模组3的浮动位置匹配设置，用于控制
壳体构件1中的废水循环进入电催化模组3中；以及回流组件7，布设于壳体构件1一侧，用于
回收壳体构件1中溢出的待处理废水。

[0046] 本实施例在实际应用时，当通过壳体构件1一侧的引流阀口102向壳体构件1中输入待处理的废水后，浮动布设于废水液面上方的电催化模组3，在跟随伸缩浮体307的运动
过程中从液面中获取定量的废水进入电催化模组3的腔体中，并通过电催化模组3内部的电
催化极板6对废水进行电催化氧化，经由电极产生的催化活性，形成大量的强氧化物，将废
水中的有机物经氧化后形成水、二氧化碳和矿物质，并且当电催化过程中将有机物分解产
生过量二氧化碳、氧气和氢气时，能够通过气体压强驱动伸缩浮体307反向运动，并将电催
化模组3向上托浮，在电催化模组3一侧的气阀组件4与活动阀板203抵接后，能够使电催化
模组3中的气体排出，并通过封堵件204的同步运动将电催化模组3中净化后的废水经由排
水孔管205向外部排出，同时在排空电催化模组3中的废水后，通过进液组件5能够重新将壳
体构件1中的未处理废水再次输送至电催化模组3中进行处理，使得该废水净化设备能够实
现自动循环处理废水，减少人工干预操作，提高电催化废水处理的效率。

[0047] 在本实施例中的一种情况中，当电极通电后，在阳极表面溶液中的水和氢氧根在阳极上形成吸附的氢氧自由基，当溶液中存在可氧化的有机物时，会生成二氧化碳气体，当
溶液中的可氧化有机物反应完后，多种活性状态的活性氧发生氧析反应，生成氧气，都会使
得电催化模组3内腔的气体压强不断增大，当达到压力阈值后，驱动伸缩浮体307的在电催
化模组3的外壁面上滑动。

[0048] 在本实施例中的一种情况中，所述电催化极板6优选采用孔板结构，增大与废水的接触面积，同时提高传质效率。

[0049] 请参阅图1，在发明的一种优选实施例中，所述壳体构件1还包括：储液壳体101，用于盛装待处理的废水；输水通道103，连通引流阀口102，用于向储液壳体101中输入待处理
的废水；以及控液排口104，布设于储液壳体101的内壁一侧，用于限定储液壳体101中盛装
的废水容量。

[0050] 本实施例在实际应用时，所述控液排口104能够限定储液壳体101内部的废水总容量，使得电催化模组3在废水中的浮动高度处于设定高度内，从而便于配合排水管组2进行
运动。

[0051] 在本实施例中的一种情况中，所述引流阀口102与活动阀板203装配相接，当活动阀板203在与气阀组件4抵接时触发封堵件204移动，从而通过排水孔管205排出处理后的废
水时，能够同步驱使引流阀口102输入等量的未处理废水，确保储液壳体101中的废水总量
处于动态平衡中。

[0052] 请参阅图1和5，在发明的一种优选实施例中，所述排水管组2还包括连接件202，装配连接所述活动阀板203与封堵件204。

[0053] 在本实施例中的一种情况中，所述连接件202可采用连接杆进行连接，也可采用液压腔进行连接，只要能够驱动封堵件204跟随活动阀板203同步运动即可，此处不做具体的
限定。

[0054] 请参阅图1和3，在本实施例中的一种优选实施例中，所述电催化模组3还包括：导气管302，与反应腔体301相连通且导气管302末端连通有压力舱303，压力舱303中滑动布设
有压力阀板304，所述压力阀板304与控制器305电性相连，用于控制电催化极板6的电流变
化；驱动器306，布设于反应腔体301一侧，用于驱动所述伸缩浮体307的运动；安装槽308，布
设于反应腔体301一侧，且朝向活动阀板203一侧设置，安装槽308一侧布设有若干的排气孔
309，用于排出反应腔体301中的气体。

[0055] 本实施例在实际应用时，当电极产生强氧化物降解有机物后，产生的气体填充在反应腔体301的内腔中，并且在持续增压的过程中能够推动压力舱303中的压力阀板304移
动，并通过与压力阀板304电性相连的控制器305驱动伸缩浮体307沿着反应腔体301的外壁
滑动，使得伸缩浮体307运动至靠近进液组件5一侧，以使反应腔体301中的已处理废水能够
通过排水孔管205快速排出装置外。

[0056] 在本实施例中的一种情况中，所述伸缩浮体307的运动通过驱动器306进行驱动，考虑到电化学产生的气体压强较小，因此优选通过驱动器306进行驱动，且驱动器306在电
催化模组3一侧做周期性往复运动，以使伸缩浮体307能够进行周期性的伸缩。

[0057] 在本实施例中的一种情况中，所述压力阀板304与电催化极板6通过控制器305电性相连，通过压力阀板304的运动行程能够反馈反应腔体301中气体的生成体积，从而反馈
出反应腔体301中有机物的分解情况，此时通过线性调节电催化极板6的输出功率，能够减
少电能的无效损耗，减少副反应的发生。

[0058] 在电催化过程中，当溶液中的有机物大量降解后，持续通入高密度的恒流电流会导致副反应增加，例如氧析反应，造成氢氧自由基的利用率降低，反而会增加电能耗损失。

[0059] 请参阅图3，在发明的一种优选实施例中，所述气阀组件4包括：阻尼滑动套401，装配于安装槽308中，且其内部滑动布设有滑动件402；封堵片403，装配于滑动件402一侧且朝
向反应腔体301内侧设置，用于活动封堵排气孔309；以及抵接片404，装配于滑动件402另一
侧且与反应腔体301通过弹性件405装配相接，用于在抵接活动阀板203后驱动封堵片403朝
向远离排气孔309一侧运动。

[0060] 本实施例在实际应用时，所述伸缩浮体307在运动至进液组件5一侧后，在浮力作用下托动反应腔体301整体浮动至液面上，且此时反应腔体301一侧的气阀组件4在与活动
阀板203抵接时，抵接片404一侧克服弹性件405的弹性作用力将封堵片403推动至远离排气
孔309一侧，使得反应腔体301内外压强平衡，从而使得反应腔体301中的气体快速排出。

[0061] 在本实施例中的一种情况中，所述阻尼滑动套401采用阻尼件防回弹，能够使得气阀组件4在远离活动阀板203一侧运动时，封堵片403能够保持开启状态一段时间，使得废水
在完全填充反应腔体301之间，所述气阀组件4始终保持打开状态，并在废水填充满反应腔
体301一段时间后自动关闭，使腔体再次处于密闭状态。

[0062] 请参阅图4，在发明的一种优选实施例中，所述进液组件5包括：进液壳体501，固定布设于反应腔体301底部一侧，其内布设有封堵部502和导通部503；滑动部504，通过阻尼滑
动部509滑动布设于进液壳体501中；配重块505，靠近反应腔体301的内部腔体一侧设置；浮
动块506，靠近反应腔体301外侧设置，其上布设有进液槽口507，所述进液槽口507末端朝向
封堵部502和导通部503一侧设置，用于配合封堵部502和导通部503进行启闭；以及排液部
508，连通进液壳体501和反应腔体301的内部腔体。

[0063] 本实施例在实际应用时，当伸缩浮体307托动反应腔体301整体浮动至液面上时，此时的浮动块506不受浮力作用，因此配重块505在自重作用下推动浮动块506朝向远离进
液壳体501一侧运动，此时浮动块506上的进液槽口507一侧经由封堵部502滑动至导通部
503一侧，当进液槽口507在封堵部502一侧滑动时，进液槽口507与排液部508处于封堵状
态，此时反应腔体301内部的废水可通过排水孔管205快速排出，当反应腔体301中的废水排
空后，进液槽口507滑动至导通部503一侧，此时在伸缩浮体307的驱动作用下，反应腔体301
底部一侧浸置于废水中，此时的浮动块506受到浮力作用托动配重块505反向运动，并且在
导通部503一侧能够将壳体构件1中的废水通过进液槽口507和排液部508输送至反应腔体
301内部，当反应腔体301中的废水与储液壳体101中的废水液面平行后，进液槽口507滑动
至封堵部502一侧，使得反应腔体301内部与储液壳体101中的废水隔绝，从而便于进行下一
轮的电催化氧化处理。

[0064] 在本实施例中的一种情况中，所述滑动部504通过阻尼滑动部509滑动布设于进液壳体501中，确保了滑动部504的滑动时间足够反应腔体301中的废水输入和输出。

[0065] 请参阅图1，在发明的一种优选实施例中，所述回流组件7包括：暂存腔701，用于存放储液壳体101中溢出的废水；泵机702，装配于暂存腔701一侧，通过浮动件703控制泵机
702抽取暂存腔701中的废水；以及回流管704，用于将暂存腔701中的待处理废水输送至输
水通道103中。

[0066] 本实施例在实际应用时，所述引流阀口102在反应腔体301排出部分处理后的废水时，能够同步输入废水进入储液壳体101中，但为了确保反应腔体301的浮动位置足够精确，
因此通过限定储液壳体101中的液位高度能够确保反应腔体301始终滑动于活动阀板203一
侧。

[0067] 在本实施例中的一种情况中，所述浮动件703能够通过检测暂存腔701中的液位高度，并在存储一定量的未处理废水后，再次将废水输送至输水通道103中，进行循环处理。

[0068] 本发明上述实施例中提供了一种基于电催化氧化的废水净化设备，并通过输水通道103向引流阀口102中输入待处理的废水后，浮动布设于废水液面上方的电催化模组3，在
跟随伸缩浮体307的运动过程中通过进液组件5获取定量的废水进入电催化模组3的腔体
中，并通过电催化模组3内部的电催化极板6对废水进行电催化氧化，将废水中的有机物氧
化后形成水和二氧化碳，当有机物分解产生过量二氧化碳、氧气以及氢气时，能够通过气体
压强触发驱动器306驱动伸缩浮体307伸缩，并将电催化模组3向液面上浮托，电催化模组3
一侧的气阀组件4与活动阀板203抵接后，能够使电催化模组3中的气体排出，并通过活动阀
板203带动封堵件204打开，将反应腔体301中净化后的废水经由排水孔管205向外部排出，
在排空反应腔体301中的废水后，经由伸缩浮体307的复位后通过进液组件5循环向反应腔
体301输入待处理废水进行电催化处理，使得该废水净化设备能够实现自动循环处理废水，
提高电催化废水处理的效率。

[0069] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。