申請日2015.11.25
公開(公告)日2017.08.15
IPC分類號C02F1/461; C02F1/72
摘要
本發(fā)明涉及一種鐵曝氣‑光催化有機(jī)廢水降解裝置，包括套疊設(shè)置并相互連通的用于對廢水進(jìn)行微電解處理的內(nèi)罐體和對微電解處理后的廢水進(jìn)行光催化降解的外罐體，內(nèi)罐體中設(shè)有陰電極、環(huán)繞內(nèi)罐體內(nèi)壁的陽電極、填加在陰電極和陽電極之間的鐵炭填料以及與鐵炭填料接觸的多個(gè)微孔曝氣頭，陰電極和陽電極分別與電源連接;外罐體中設(shè)有至少一個(gè)外壁涂有TiO2涂層的石英套筒，石英套筒內(nèi)部設(shè)置紫外燈。本發(fā)明將鐵曝氣技術(shù)與光催化降解技術(shù)相結(jié)合，通過電化學(xué)與光化學(xué)催化降解的協(xié)同、耦合作用，先由曝氣系統(tǒng)對高濃度廢水進(jìn)行破絡(luò)，降低廢水的色度及COD含量，提高廢水的透光性，然后經(jīng)過光催化反應(yīng)進(jìn)一步去處廢水中的有機(jī)污染物。
權(quán)利要求書
1.一種鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，包括套疊設(shè)置并相互連通的用于對廢水進(jìn)行微電解處理的內(nèi)罐體(5)和用于對微電解處理后的廢水進(jìn)行光催化降解的外罐體(6);所述內(nèi)罐體(5)中設(shè)有陰電極(4)、環(huán)繞內(nèi)罐體(5)內(nèi)壁的陽電極(3)、填加在陰電極(4)和陽電極(3)之間的鐵炭填料(7)以及與鐵炭填料(7)接觸的多個(gè)微孔曝氣頭(8)，所述陰電極(4)和陽電極(3)分別與電源連接;所述外罐體(6)中設(shè)有至少一個(gè)外壁涂有TiO2涂層(2)的石英套筒(1)，所述石英套筒(1)內(nèi)部設(shè)置紫外燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述陽電極(3)為不銹鋼陽電極，所述陰電極(4)為石墨陰電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述鐵炭填料(7)形成的填料層的高度低于所述陰電極(4)和所述陽電極(3)的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述內(nèi)罐體(5)的罐壁上設(shè)有與外罐體(6)連通的出水口，所述出水口的高度高于鐵炭填料(7)形成的填料層的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述內(nèi)罐體(5)外壁與外罐體(6)內(nèi)壁之間的距離為10～30cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述內(nèi)罐體(5)外壁與外罐體(6)內(nèi)壁之間的距離為15～25cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述石英套筒(1)的直徑為4～15cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述外罐體(6)中設(shè)有兩個(gè)以上的石英套筒(1)，相鄰兩個(gè)石英套筒(1)之間的距離為10～30cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，其特征在于，所述鐵炭填料(7)為鐵炭顆�；蛞�(guī)整鐵炭填料。
說明書
一種鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢水處理裝置，具體涉及一種鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，屬于廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)
工業(yè)有機(jī)廢水污染物濃度大，色度高，含有一些有毒化合物，可生化性差，直接使用生物法處理難度很大。
光催化降解處理技術(shù)，作為一種有效的針對有機(jī)污染物廢水的無害化處理技術(shù)，近年來頗受關(guān)注。該技術(shù)能耗低，能有效地破壞許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、微生物難以降解的有機(jī)污染物，但也存在反應(yīng)低效率等問題。由于光催化氧化反應(yīng)是基于廢水體系對光能量的吸收，被處理體系必須具有良好的透光性，而高濃度工業(yè)有機(jī)廢水具有雜質(zhì)多、池度高、色度高和透光性差的特點(diǎn)，反應(yīng)比較難以進(jìn)行。因此，在廢水處理中難以單獨(dú)應(yīng)用，需要與其它方法聯(lián)用或用作廢水的深度處理。
鐵曝氣技術(shù)是基于電化學(xué)氧化還原、床層過濾等綜合作用。電極反應(yīng)具有高的化學(xué)活性，新生態(tài)的氫能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原作用，破壞廢水中的發(fā)色或助色基團(tuán);大分子物質(zhì)分解為小分子的中間體，使某些難生化降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨幚砦镔|(zhì)，提高廢水的可生化性。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種能夠有效降解高濃度工業(yè)廢水的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置。
技術(shù)方案：本發(fā)明涉及一種鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置，包括套疊設(shè)置并相互連通的用于對廢水進(jìn)行微電解處理的內(nèi)罐體和用于對微電解處理后的廢水進(jìn)行光催化降解的外罐體;內(nèi)罐體中設(shè)有陰電極、環(huán)繞內(nèi)罐體內(nèi)壁的陽電極、填加在陰電極和陽電極之間的鐵炭填料以及與鐵炭填料接觸的多個(gè)微孔曝氣頭，陰電極和陽電極分別與電源連接;外罐體中設(shè)有至少一個(gè)外壁涂有TiO2涂層的石英套筒，石英套筒內(nèi)部設(shè)置紫外燈。
本發(fā)明通過將鐵曝氣與光催化相結(jié)合的技術(shù)，利用電化學(xué)與光化學(xué)催化降解的協(xié)同作用處理廢水，先由內(nèi)罐體中的鐵曝氣區(qū)域?qū)U水進(jìn)行微電解反應(yīng)，降低廢水的色度和COD含量，提高廢水的透光性，然后經(jīng)過光催化氧化處理，有效強(qiáng)化污水處理效果，提高廢水的可生化性。
具體的，陽電極為不銹鋼陽電極，陰電極為石墨陰電極。
優(yōu)選的，鐵炭填料形成的填料層的高度低于陰電極和陽電極的高度。此時(shí)，可以充分的在鐵炭原子間形成微電極。
較優(yōu)的，內(nèi)罐體的罐壁上設(shè)有與外罐體連通的出水口，出水口的高度高于鐵炭填料形成的填料層的高度。以防止鐵炭填料自出水口流失、進(jìn)入后續(xù)光催化區(qū)域，影響光催化反應(yīng)時(shí)光的通透性。
進(jìn)一步的，內(nèi)罐體外壁與外罐體內(nèi)壁之間的距離為10～30cm。此時(shí)，光的穿透能力較強(qiáng)，有利于光催化降解反應(yīng)的進(jìn)行。
更進(jìn)一步的，內(nèi)罐體外壁與外罐體內(nèi)壁之間的距離為15～25cm。此時(shí)，光的穿透能力最強(qiáng)。
優(yōu)選的，石英套筒的直徑為4～15cm。直徑過大會影響紫外光在水相中的透射距離，影響光催化降解反應(yīng)。
較優(yōu)的，外罐體中設(shè)有兩個(gè)以上的石英套筒，相鄰兩個(gè)石英套筒之間的距離為10～30cm。紫外光有一定的透射距離，相鄰兩個(gè)石英套筒距離過大，會影響整個(gè)系統(tǒng)中紫外光的分布，進(jìn)而影響光催化效果。
具體的，上述鐵炭填料為鐵炭顆�；蛞�(guī)整鐵炭填料。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明將鐵曝氣技術(shù)與光催化降解技術(shù)相結(jié)合對高濃度廢水進(jìn)行處理，先由曝氣系統(tǒng)進(jìn)行破絡(luò)，曝氣系統(tǒng)采用鐵炭填料，通過FeC微電解過程中產(chǎn)生的還原性氫，對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行破絡(luò)，降低廢水的色度及COD的含量，提高廢水的透光性，有效強(qiáng)化光子傳遞效率，然后經(jīng)過光催化反應(yīng)進(jìn)一步去處廢水中的有機(jī)污染物;通過電化學(xué)與光化學(xué)催化降解這兩種降解方式的協(xié)同、耦合作用，強(qiáng)化了污水處理效果，一攬子解決了現(xiàn)有技術(shù)中高濃度有機(jī)廢水處理存在的問題;
(2)本發(fā)明采用的雙層罐體結(jié)構(gòu)，能夠有效強(qiáng)化氧氣傳質(zhì);同時(shí)廢水經(jīng)微電解處理后即進(jìn)入光催化反應(yīng)區(qū)域，通過連續(xù)流的處理方式，不需要大的調(diào)節(jié)池，相較于間歇式的處理方式，工藝控制簡單易行;
(3)本發(fā)明采用一體化的鐵曝氣-光催化有機(jī)廢水降解裝置進(jìn)行廢水處理，相較于現(xiàn)有的一些簡單組合串聯(lián)的設(shè)備，本發(fā)明的裝置體積小，占用空間少;而且，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可根據(jù)需要制成不同大小的裝置，工業(yè)實(shí)用性強(qiáng)。
