公布日：2022.05.27

申請日：2022.03.01

分類號：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/467(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明提供了一種基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，反應(yīng)器本體內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有第一緩沖室、第一反應(yīng)室、第二緩沖室和第二反應(yīng)室和反沖室；反沖室通過抽水管外接有磁力水泵，磁力水泵連接有回流攪拌管，回流攪拌管分流并分別通向第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室的底部；兩個(gè)反應(yīng)室的底部分別放置有電極組裝籃，電極組裝籃內(nèi)等間距豎直安裝有成對的陽極板和陰極板，陽極板和陰極板之間均豎直安裝有紫外燈管，反應(yīng)器本體的頂部分布安裝有電路管，將電源與陽極板、陰極板及紫外燈管相連接。將紫外光與電芬頓系統(tǒng)進(jìn)行深度耦合，實(shí)現(xiàn)高濃度有機(jī)廢水中難生物降解有機(jī)物的去除，并顯著提高廢水的可生化性。

權(quán)利要求書

1.一種基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體上設(shè)置有反應(yīng)器進(jìn)水口和反應(yīng)器出水口，其特征在于：所述反應(yīng)器本體內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有緩沖室、反應(yīng)室和反沖室，其中緩沖室和反應(yīng)室均設(shè)置有兩個(gè)，依次為第一緩沖室、第一反應(yīng)室、第二緩沖室和第二反應(yīng)室；兩個(gè)反應(yīng)室靠近反應(yīng)器進(jìn)水口的一面的底部均分布有反應(yīng)室進(jìn)水口，兩個(gè)反應(yīng)室靠近反應(yīng)器出水口的一面的頂部均分布有反應(yīng)室溢流口；所述反沖室通過抽水管外接有磁力水泵，磁力水泵連接有回流攪拌管，回流攪拌管分流并分別通向第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室的底部，且回流攪拌管內(nèi)的回流出水的方向與反應(yīng)室水流方向相反；兩個(gè)反應(yīng)室的底部分別放置有電極組裝籃，電極組裝籃上在反應(yīng)室進(jìn)水口和反應(yīng)室溢流口處對應(yīng)設(shè)置有裝籃進(jìn)水口和裝籃溢流口；電極組裝籃內(nèi)等間距豎直安裝有成對的陽極板和陰極板，陽極板和陰極板設(shè)置有一對以上，所述陽極板和陰極板之間均豎直安裝有紫外燈管，反應(yīng)器本體的頂部分布安裝有電路管，電路管內(nèi)穿設(shè)有電線，電線將電源與陽極板、陰極板及紫外燈管相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，其特征在于：所述回流攪拌管在兩個(gè)反應(yīng)室的陽極板和陰極板之間均分布設(shè)置有回流口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，其特征在于：兩個(gè)反應(yīng)室的側(cè)面的底部均設(shè)置有與外界連通的排空口，排空口上設(shè)置有球閥開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，其特征在于：所述紫外燈管為套有石英管的低壓汞燈或中壓汞燈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，其特征在于：所述裝籃進(jìn)水口和裝籃溢流口在兩個(gè)電極組裝籃的陽極板和陰極板之間均分布設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，其特征在于：所述陽極板為厚度3～5mm的鐵電極板，陰極板為厚度2mm的不銹鋼電極板，陰極板和陽極板間隔距離為8～12cm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，其特征在于：所述電極組裝籃的兩端設(shè)置有提手。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器的處理方法，其特征在于包括以下步驟：(1)在電極組裝籃內(nèi)安裝陽極板、陰極板和紫外燈管，將電極組裝籃放入兩個(gè)反應(yīng)室內(nèi)，將紫外燈管、陽極板和陰極板和電源接好；(2)將廢水的pH值調(diào)節(jié)為2～5，加入硫酸鈉和過氧化氫，使廢水的電導(dǎo)率≥5.0ms/cm，過氧化氫的濃度為0.1％～1％，混合均勻后，再將廢水從反應(yīng)器進(jìn)水口引入反應(yīng)器內(nèi)；(3)水路通暢后，開啟紫外燈管、陽極板和陰極板的電源，設(shè)置陽極板和陰極板的端電壓為1～3V；(4)廢水經(jīng)第一緩沖室，從反應(yīng)器進(jìn)水口均勻進(jìn)入第一反應(yīng)室的陰極板和陽極板之間進(jìn)行光電芬頓氧化反應(yīng)處理，一級處理后的廢水經(jīng)反應(yīng)室溢流口進(jìn)入第二緩沖室；(5)反應(yīng)后的廢水再進(jìn)入第二反應(yīng)室進(jìn)行二級處理；(6)二級處理后的廢水進(jìn)入反沖室，磁力水泵工作，使其中一部分廢水經(jīng)回流攪拌管回流進(jìn)入第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室的底部；(7)廢水處理完成后，經(jīng)反沖室從反應(yīng)器出水口流出。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器的處理方法，其特征在于：通過控制電源實(shí)現(xiàn)兩個(gè)反應(yīng)室單獨(dú)工作或共同工作。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器的處理方法，其特征在于：步驟(6)中的回流水的速率為進(jìn)水流速的3～5倍，回流水的水量為進(jìn)水水量的四分之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器及其處理方法，該廢水處理反應(yīng)器將紫外光與電芬頓系統(tǒng)進(jìn)行深度耦合，多種反應(yīng)過程協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)高濃度有機(jī)廢水中難生物降解有機(jī)物的去除，并顯著提高廢水的可生化性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體上設(shè)置有反應(yīng)器進(jìn)水口和反應(yīng)器出水口，所述反應(yīng)器本體內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有緩沖室、反應(yīng)室和反沖室，其中緩沖室和反應(yīng)室均設(shè)置有兩個(gè)，依次為第一緩沖室、第一反應(yīng)室、第二緩沖室和第二反應(yīng)室；兩個(gè)反應(yīng)室靠近反應(yīng)器進(jìn)水口的一面的底部均分布有反應(yīng)室進(jìn)水口，兩個(gè)反應(yīng)室靠近反應(yīng)器出水口的一面的頂部均分布有反應(yīng)室溢流口；所述反沖室通過抽水管外接有磁力水泵，磁力水泵連接有回流攪拌管，回流攪拌管分流并分別通向第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室的底部，且回流攪拌管內(nèi)的回流出水的方向與反應(yīng)室水流方向相反；

兩個(gè)反應(yīng)室的底部分別放置有電極組裝籃，電極組裝籃上在反應(yīng)室進(jìn)水口和反應(yīng)室溢流口處對應(yīng)設(shè)置有裝籃進(jìn)水口和裝籃溢流口；電極組裝籃內(nèi)等間距豎直安裝有成對的陽極板和陰極板，陽極板和陰極板設(shè)置有一對以上，所述陽極板和陰極板之間均豎直安裝有紫外燈管，反應(yīng)器本體的頂部分布安裝有電路管，電路管內(nèi)穿設(shè)有電線，電線將電源與陽極板、陰極板及紫外燈管相連接。

所述回流攪拌管在兩個(gè)反應(yīng)室的陽極板和陰極板之間均分布設(shè)置有回流口。

兩個(gè)反應(yīng)室的側(cè)面的底部均設(shè)置有與外界連通的排空口，排空口上設(shè)置有球閥開關(guān)。

所述紫外燈管為套有石英管的低壓汞燈或中壓汞燈。

所述裝籃進(jìn)水口和裝籃溢流口在兩個(gè)電極組裝籃的陽極板和陰極板之間均分布設(shè)置。

所述陽極板為厚度3～5mm的鐵電極板，陰極板為厚度2mm的不銹鋼電極板，陰極板和陽極板間隔距離為8～12cm。

所述電極組裝籃的兩端設(shè)置有提手。

本發(fā)明還提供了一種基于光電芬頓氧化法的廢水處理反應(yīng)器的處理方法，包括以下步驟：(1)在電極組裝籃內(nèi)安裝陽極板、陰極板和紫外燈管，將電極組裝籃放入兩個(gè)反應(yīng)室內(nèi)，將紫外燈管、陽極板和陰極板和電源接好；

(2)將廢水的pH值調(diào)節(jié)為2～5，并加入硫酸鈉和過氧化氫，使廢水的電導(dǎo)率≥5.0ms/cm，過氧化氫的濃度為0.1％～1％，混合均勻后，再將廢水從反應(yīng)器進(jìn)水口引入反應(yīng)器內(nèi)；

(3)水路通暢后，開啟紫外燈管、陽極板和陰極板的電源，設(shè)置陽極板和陰極板的端電壓為1～3V；

(4)廢水經(jīng)第一緩沖室，從反應(yīng)器進(jìn)水口均勻進(jìn)入第一反應(yīng)室的陰極板和陽極板之間進(jìn)行光電芬頓氧化反應(yīng)處理，一級處理后的廢水經(jīng)反應(yīng)室溢流口進(jìn)入第二緩沖室；

(5)反應(yīng)后的廢水再進(jìn)入第二反應(yīng)室進(jìn)行二級處理；

(6)二級處理后的廢水進(jìn)入反沖室，磁力水泵工作，使其中一部分廢水經(jīng)回流攪拌管回流進(jìn)入第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室的底部；

(7)廢水處理完成后，經(jīng)反沖室從反應(yīng)器出水口流出。

通過控制電源實(shí)現(xiàn)兩個(gè)反應(yīng)室單獨(dú)工作或共同工作。

步驟(6)中的回流水的速率為進(jìn)水流速的3～5倍，回流水的水量為進(jìn)水水量的四分之一。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明提供的廢水處理反應(yīng)器將電化學(xué)反應(yīng)與光化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行深度耦合，使兩種有機(jī)物降解過程在同一個(gè)反應(yīng)室中協(xié)同完成。

2、本發(fā)明中將陽極板、陰極板和紫外燈管都安裝在電極組裝籃中，再將電極組裝籃放入反應(yīng)室內(nèi)，方便陽極板、陰極板和紫外燈管的定期更換和維修，極大降低反應(yīng)器的維護(hù)保養(yǎng)成本。

3、本發(fā)明中通過磁力水泵和回流攪拌管道將反沖室中處理后的一部分廢水回流到第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室中，一方面，回流出水與反應(yīng)室水流方向相反起反沖洗回流攪拌作用，同時(shí)充分再利用回流出水中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)，延長了陽極板的使用壽命。另一方面，通過回流出水使廢水能夠在第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室中多次降解反應(yīng)，提高了廢水的可生化性。

4、本發(fā)明中兩個(gè)反應(yīng)室既能分別對廢水進(jìn)行一級處理，也能夠同時(shí)對廢水進(jìn)行兩級處理，同時(shí)通過控制廢水在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，對廢水進(jìn)行多次循環(huán)處理，能夠適用于不同濃度的廢水的處理。

5、本發(fā)明提供的廢水處理反應(yīng)器可通過調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值、電流強(qiáng)度、氧化劑和電解質(zhì)濃度、回流速率等關(guān)鍵反應(yīng)參數(shù)，使污水中難生物降解有機(jī)物在電化學(xué)反應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)的協(xié)同作用下達(dá)到最高的降解率，充分提高廢水的可生化性。

（發(fā)明人：董偉;李嵐峰;吳天朋）