申請日2015.11.03
公開(公告)日2016.03.23
IPC分類號C02F9/06; C02F101/30
摘要
本實用新型公開了一種用于三維電極光電芬頓法處理難降解有機廢水的裝置，包括反應(yīng)器，在反應(yīng)器的兩側(cè)分別設(shè)有進水口和出水口，在反應(yīng)器的器壁安裝有紫外燈，在反應(yīng)器內(nèi)靠近進水口處設(shè)布水板，靠近出水口處設(shè)溢流板，在布水板底部設(shè)布水孔，在布水板底部設(shè)布水孔;在布水板和溢流板之間依次安裝有交替排列的陰極極板和陽極極板，陰極極板和陽極極板的數(shù)量相等且不少于兩塊;布水板、陽極極板、溢流板和陰極極板頂端的高度依次降低，陰極極板頂端的高度高于陽極極板底端的高度;在布水板和溢流板之間設(shè)顆粒電極。該裝置以電極板作為導(dǎo)流板，使廢水在反應(yīng)器內(nèi)進行折流，將非均相三維電極、電芬頓和光催化技術(shù)巧妙結(jié)合，提高有機物處理效果。
權(quán)利要求書
1.一種用于三維電極光電芬頓法處理難降解有機廢水的裝置，包括反應(yīng)器(2)，在反應(yīng)器(2)的兩側(cè)分別設(shè)有進水口(1)和出水口(9)，其特征在于，在反應(yīng)器(2)的內(nèi)安裝有紫外燈(7)，在反應(yīng)器(2)內(nèi)靠近進水口(1)處設(shè)布水板(3)，靠近出水口(9)處設(shè)溢流板(8)，在布水板(3)底部設(shè)布水孔;在布水板(3)和溢流板(8)之間依次安裝有交替排列的陰極極板(4)和陽極極板(5)，陰極極板(4)和陽極極板(5)的數(shù)量相等且不少于兩塊;布水板(3)、陽極極板(5)、溢流板(8)和陰極極板(4)頂端的高度依次降低，陰極極板(4)頂端的高度高于陽極極板(5)底端的高度;在布水板(3)和溢流板(8)之間設(shè)顆粒電極(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，陰極極板(4)和陽極極板(5)相互平行。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在進水口(1)與布水板(3)之間連接加酸裝置(11)和加過氧化氫裝置(12)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在溢流板(8)與出水口(9)之間連接加堿裝置(13)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括直流電源(10)，陰極極板(4)與直流電源(10)的負極相連，陽極極板(5)與直流電源(10)的正極相連。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述紫外燈(7)與陰極極板(4)和陽極極板(5)均相互平行，紫外燈(7)位于顆粒電極(6)的上方。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，陰極極板(4)頂端與陽極極板(5)頂端的高度差為30-50mm。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，陰極極板(4)和相鄰的陽極極板(5)之間的距離為40-100mm。
說明書
一種用于三維電極光電芬頓法處理難降解有機廢水的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種用于三維電極光電芬頓法處理難降解有機廢水的裝置，屬于工業(yè)廢水處理裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，工業(yè)廢水排放量逐年增加，成分也日趨復(fù)雜。常規(guī)的物理、化學(xué)、生物等方法難以滿足凈化處理難降解有機工業(yè)廢水的要求，隨著研究的深入，高級氧化技術(shù)應(yīng)運而生，它因高效、快速、反應(yīng)過程易控制、對有機物降解無選擇性及無二次污染等眾多優(yōu)點而引起關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用前景，是今后廢水處理研究的熱點。隨著人們對環(huán)境問題的日益重視和環(huán)境保護工作的日益加強，對高級氧化技術(shù)進一步發(fā)展、完善的需求也日益增大。
三維電極/電芬頓法是一種新型的高級氧化技術(shù)，該技術(shù)是在三維電極法和電芬頓法的基礎(chǔ)上提出來的，它針對傳統(tǒng)二維電極電芬頓法傳質(zhì)效果差、電流效率低及能耗高等缺點，在電極板之間填充顆粒填料作為粒子電極，利用粒子電極在體系中極化形成微電解反應(yīng)體系對污染物進行有效降解，增加了工作電極面積，提高了傳質(zhì)效率。如何進一步降低能耗、提高電流效率依舊是三維電極/電芬頓阻礙應(yīng)用的技術(shù)難點。
研究者將目光轉(zhuǎn)向了光催化技術(shù)與三維電極/電芬頓的結(jié)合。光催化技術(shù)是利用光能激發(fā)半導(dǎo)體表面，產(chǎn)生電子和空穴，從而對有機物達到有效降解的一種高級氧化技術(shù)。光源的引入，不僅為電化學(xué)技術(shù)提供了新的能源，解決了電化學(xué)技術(shù)的能耗高、電流效率低得局限，而且解決了傳統(tǒng)光催化中催化劑難分離、電子空穴易復(fù)合、催化效率低的問題。因此，三維電極/光電芬頓在難降解有機廢水處理領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。但是，目前該法在實驗研究及工業(yè)應(yīng)用過程中，尚缺乏合理的一體化工藝裝置。
實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種結(jié)構(gòu)合理、性能良好的折流式三維電極光電芬頓處理難降解有機廢水裝置。
本實用新型的技術(shù)方案是，提供一種用于三維電極光電芬頓法處理難降解有機廢水的裝置，包括反應(yīng)器，在反應(yīng)器的兩側(cè)分別設(shè)有進水口和出水口，在反應(yīng)器的內(nèi)安裝有紫外燈，在反應(yīng)器內(nèi)靠近進水口處設(shè)布水板，靠近出水口處設(shè)溢流板，在布水板底部設(shè)布水孔;在布水板和溢流板之間依次安裝有交替排列的陰極極板和陽極極板，陰極極板和陽極極板的數(shù)量相等且不少于兩塊;布水板、陽極極板、溢流板和陰極極板頂端的高度依次降低，陰極極板頂端的高度高于陽極極板底端的高度;在布水板和溢流板之間設(shè)顆粒電極。廢水從進水口進入反應(yīng)器，在從布水孔流出，經(jīng)陰極極板的頂端和陽極極板的底端折流后，最后通過溢流板的頂端進入出水口。其中陰極極板和陽極極板的作用是等同的，其位置關(guān)系可以互換。
進一步地，陰極極板和陽極極板相互平行。
進一步地，在進水口與布水板之間連接加酸裝置和加過氧化氫裝置。
進一步地，在溢流板與出水口之間連接加堿裝置。
進一步地，所述裝置還包括直流電源，陰極極板與直流電源的負極相連，陽極極板與直流電源的正極相連。
進一步地，所述紫外燈與陰極極板和陽極極板均相互平行，紫外燈位于顆粒電極的上方。
進一步地，陰極極板頂端與陽極極板頂端的高度差為30-50mm。
進一步地，陰極極板和相鄰的陽極極板之間的距離為40-100mm。
本實用新型提供的光電芬頓裝置在運行時，由直流電源提供一個恒定的電壓5~15V，粒子電極在電場作用下發(fā)生表面復(fù)合極化，形成無數(shù)個微電解單元;粒子電極上摻雜的鐵氧化物催化過氧化氫分解，發(fā)生芬頓反應(yīng);在電場的作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到顆粒電極以及陽極表面的不同位置，光電起到協(xié)同作用，直接氧化有機物或產(chǎn)生活性物質(zhì)，進一步降解有機物。
本實用新型具有以下有益效果：以電極板作為導(dǎo)流板，使廢水在反應(yīng)器內(nèi)進行折流，增大了廢水中有機物與電極板、粒子電極、活性物質(zhì)以及紫外光的接觸機會，大大改善了傳質(zhì)效率;將非均相三維電極/電芬頓和光催化技術(shù)巧妙結(jié)合，利用芬頓反應(yīng)、陽極氧化、陰極還原、電生自由基、光生自由基等多重反應(yīng)機理提高有機物處理效果，降低能耗;本裝置安裝方便、占地小，當廢水處理量大或濃度高時，可以直接采用多組并聯(lián)或多級串聯(lián)的方式實現(xiàn)對廢水更加高效的處理。
