專利名稱：一種處理難降解有機廢水的光/電Fenton裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種難降解有機廢水的處理裝置，尤其涉及一種難降解有機廢水的光/電Fenton處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，紡織、石油化工、塑料、合成纖維、造紙、焦化、印染、制藥等行業(yè)也迅速得到發(fā)展，隨之而來各種含有大量難降解的有機污染物的廢水相應(yīng)增多，這些工業(yè)廢水中大部分都含有難降解的有毒有害物質(zhì)，其B0D5/C0D&〈0. 3，該有機污染物進入水體后幾乎不能被微生物降解，或降解所需時間較長，對環(huán)境造成的危害難以控制。難降解有機廢水處理難度大、成本高，難以達到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。因為這些難降解有機工業(yè)廢水能否得到有效地處理，是制約這些工業(yè)能否健康發(fā)展的瓶頸，也是影響水體環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵因素，難降解有機廢水的處理方法多種多樣，最終常常需要經(jīng)過生物處理，但由于其可生化性比較低，所以進行常規(guī)生物處理前需進行預(yù)處理以提高其可生化性。提高難降解有機廢水可生化性的方法很多，總體來說可總結(jié)為物理化學(xué)法、化學(xué)法、生物法等。常用處理方法有吸附法、化學(xué)絮凝法、高級氧化法等。其中吸附法由于吸附容量有限，且吸附后的再生過程往往能耗很大，廢棄后的排放造成了二次污染，而且吸附法比較適合低濃度的難降解有機污染物，限制了其在難降解廢水處理中的應(yīng)用?；瘜W(xué)絮凝法將產(chǎn)生大量的固體污染物，這些固體污染物的處理難度大、處理成本高，降低了經(jīng)濟效益。高級氧化法可以使廢水中難降解的大分子有機污染物氧化降解為低毒或者無毒的小分子，甚至可直接降解為COjPH2O2，達到無害化的目的，無二次污染問題。目前高級氧化中應(yīng)用比較多的是Fenton法?，F(xiàn)有的Fenton處理裝置主要是單一技術(shù)(光、電或Fenton)的簡單處理裝置，這類裝置普遍處理能耗高。而現(xiàn)有的二元組合處理裝置(電Fenton或光Fenton裝置)，存在處理效果不理想的問題，光/電Fenton協(xié)同處理裝置鮮有報道。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種處理難降解有機廢水的光/電Fenton裝置，它的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運行可靠，針對難降解有機廢水的水質(zhì)狀況，調(diào)節(jié)裝置的電流、極板間距、紫外燈管功率三個參數(shù)使出水水質(zhì)達到生化處理要求。本實用新型采用的技術(shù)方案是一種處理難降解有機廢水的光/電Fenton裝置，由磁力攪拌器I、陰極2、電解槽3、曝氣管4、曝氣機5、燈管鎮(zhèn)流器6、直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源7、紫外燈管8、鐵電極9、陽極10和擋板11組成；其中電解槽3為頂端敞口的反應(yīng)槽，是光電Fenton裝置的主體結(jié)構(gòu)，置于磁力攪拌器I上；陽極10和陰極2分置于電解槽3的兩側(cè)，分別與直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源7的正負(fù)極相連；兩支曝氣管4分別位于陰極2的兩側(cè)，并與曝氣機5相連接，向電解槽中陰極輸入空氣，;紫外燈管8插入電解槽3中央，與燈管鎮(zhèn)流器6相連；鐵電極9插入電解槽3中置于紫外燈管8與陽極10之間；電解槽3頂端蓋有擋板11。優(yōu)選所述的紫外燈管8的功率為4 12w。優(yōu)選所述的的陽極10為Ti/Pt電極；陰極2為ACF電極，它是由活性炭纖維布裹在金屬鐵板上；優(yōu)選陽極10和陰極2的極板間距為5 10cm。優(yōu)選直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源7的電流強度為O. 5 2. 5A ;優(yōu)選磁力攪拌器I的轉(zhuǎn)速為200 1000r/min ;優(yōu)選曝氣機5的曝氣量為I. 5 3. 5L/min ;優(yōu)選所述的鐵電極9為鐵棒，其直徑優(yōu)選為3 8mm。一種利用上面所述的裝置處理廢水的工藝，基本步驟如下首先取一定量的難 降解有機廢水，用酸溶液調(diào)節(jié)廢水的pH后注入電解槽3中，投加一定量七水合硫酸亞鐵粉末。開啟紫外燈管和曝氣機，再開啟磁力攪拌器，接通直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源，開始降解反應(yīng)。酸溶液一般為硫酸、鹽酸或硝酸，其質(zhì)量百分濃度濃度為30% 40%。pH值調(diào)節(jié)為2 6 ;優(yōu)選七水合硫酸亞鐵粉末投加量為2. 0%。 10. 0%。(占廢水的質(zhì)量百分濃度)。優(yōu)選其反應(yīng)降解時間為90 150min。有益效果采用本實用新型的上述結(jié)構(gòu)，曝氣機在陰極產(chǎn)生的氧，通過電解在陰極上生成過氧化氫，過氧化氫在亞鐵離子的催化作用下生成羥基自由基，羥基自由基與廢水中的難降解有機污染物發(fā)生反應(yīng)，從而達到降解有機污染物的目的。亞鐵離子可以通過鐵棒來提供，避免了亞鐵離子缺少或者投加過量的情況。本實用新型采用的是Ti/Pt電極這種電極具有較高點化學(xué)穩(wěn)定性、對析氧反應(yīng)具有相當(dāng)好的抑制性，有利于· OH的生成，且使用壽命長，而其他的電極如鐵/碳電極使用過程中耗損比較嚴(yán)重；紫外燈管置于反應(yīng)槽中央，充分接觸難降解有機廢水，提高了裝置的利用性。

圖I為光/電Fenton裝置的示意圖，其中1 一磁力攪拌器2—陰極3 —電解槽4 一曝氣管5—曝氣機6—燈管鎮(zhèn)流器7—直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源8—紫外燈管9 一鐵電極10—陽極11一擋板。
具體實施方式
實施例I :一種處理難降解有機廢水的光/電Fenton裝置，其示意圖如圖I所示，包括磁力攪拌器I、陰極2、電解槽3、曝氣管4、曝氣機5、燈管鎮(zhèn)流器6、直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源7、紫外燈管8、鐵電極9、陽極10、擋板11。其中電解槽為一頂端敞口的反應(yīng)槽，是光電Fenton裝置的主題結(jié)構(gòu)，電解槽置于磁力攪拌器上。裝置的陽極采用Ti/Pt電極，陰極采用ACF電極，將活性炭纖維布裹在金屬鐵板上，反應(yīng)器的陰陽極分別與直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源的正負(fù)極相連，分置于電解槽的兩側(cè)，活性炭纖維的比表面積大，溶液中更多的氧在陰極上生成過氧化氫，電極板的長和寬是根據(jù)電解槽的寬跟高決定的。[0019]兩支曝氣管分別位于陰極的兩側(cè)，并與曝氣機相連接，曝氣機向電解槽中陰極輸入空氣，彌補廢水中氧氣的不足，同時還可攪動廢水，使生成的羥基自由基均勻分布在電解槽內(nèi)部；紫外燈管插入電解槽中央，與反應(yīng)槽中的廢水充分接觸，參與降解廢水中的聚乙烯醇；鐵電極為鐵棒，插入電解槽中置于紫外燈管與陽極之間，提供亞鐵離子，其高度高出電解槽即可。裝置的擋板是根據(jù)其他裝置設(shè)置的位置打孔覆蓋在電解槽上，其材質(zhì)可以為透明 的PVC硬板、硬紙板或有機玻璃。其工作過程如下(I)取一定量的難降解有機廢水，用酸溶液調(diào)節(jié)廢水的pH為2 6后注入電解槽中，投加2. 0%。 10. 0%。(占廢水的質(zhì)量百分濃度)的七水合硫酸亞鐵粉末。(2)開啟紫外燈管和磁力攪拌器，開始降解反應(yīng)。(3)開啟曝氣機，再開啟直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源，開始電解反應(yīng)。實施例2 配置3000mg/L的聚乙烯醇模擬退漿廢水，取750mL廢水用質(zhì)量濃度為40%稀硫酸調(diào)節(jié)PH值為6，投加10. 0%o (占聚乙烯醇模擬退漿廢水的質(zhì)量百分濃度)七水合硫酸亞鐵粉末后采用此光電Fenton裝置，電解槽的尺寸為200mmX IlOmmX 120mm，陽極為Ti/Pt電極，尺寸為60mmX IlOmmXO. 5mm。陰極為ACF電極采用粘膠基活性炭纖維，比表面積為1300m2/g，將其尺寸裁成與陽極一樣，纏繞在惰性Ti電極上，并在陰極用曝氣機曝氣。電極通過直流式穩(wěn)流穩(wěn)壓電源供電，調(diào)節(jié)恒壓電流為2. 5A。開啟磁力攪拌器，其轉(zhuǎn)速為IOOOr/min0在陰極附近插入紫外燈管，紫外燈管的功率為12w、陰陽極板分別置放于反應(yīng)器的兩端，極板間的距離調(diào)至5cm。設(shè)置曝氣機曝氣量為3. 5L/min。插入直徑為8mm的鐵棒進行光電Fenton反應(yīng)150min中后，聚乙烯醇退漿廢水的CODtt去除率達到90%以上。實施例3 上海某石化公司的聚醚廢水B/C低，污水生化性較差，在廢水量為1500mL，電解槽的尺寸為400mmX 220mmX 240mm，陰陽極尺寸為120mmX IlOmmXO. 5mm，陰極為ACF電極采用粘膠基活性炭纖維，比表面積為1400m2/g，極板間距為8cm，恒壓電流為I. 5A，投加8. 0%0(占聚醚廢水的質(zhì)量百分濃度)七水合硫酸亞鐵粉末，用質(zhì)量濃度為30%鹽酸調(diào)節(jié)pH為4，磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為800r/min，紫外燈管功率8w，曝氣機曝氣量為2. 5L/min,插入直徑為5mm鐵棒的實驗條件下，進行光電Fenton反應(yīng)120min，草甘膦廢水中COD&去除率達到65. 5%。實施例4 某農(nóng)藥企業(yè)的草甘膦母液鹽含量達15%左右，廢水的pH在11左右，在廢水量為750mL,電解槽的尺寸為200mmX 110mmX 120mm,陰陽極尺寸為BOmmX IlOmmXO. 5mm,極板間距為7. 5cm，恒壓電流為O. 5A，投加5. 0%。(占草甘膦母液廢水的質(zhì)量百分濃度)七水合硫酸亞鐵粉末，用質(zhì)量濃度為30%稀硝酸調(diào)節(jié)pH為2，磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min，紫外燈管功率4w,曝氣機曝氣量為2. OL/min,插入直徑為6mm鐵棒的實驗條件下,進行光電Fenton反應(yīng)90min，草甘膦廢水中CODtt去除率達到58. 8%。實施例5 某集團含鹽強酸性不飽和樹脂廢水，原始CODtt約在25000，在廢水量為1500mL，電解槽的尺寸為400mmX 220mmX 240mm,陰陽極尺寸為120mmX IIOmmX O. 5mm,極板間距為10cm，恒壓電流為2. 0A，投加2. 0%。(占含鹽強酸性不飽和樹脂廢水的質(zhì)量百分濃度)七水合硫酸亞鐵，初始PH為3. 5，磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為600r/min，紫外燈管功率12w，曝氣機曝氣量為I. 5L/min插入直徑為3mm鐵棒的實驗條件下,進行光電Fenton反應(yīng)120min,草甘膦廢水中C0D&去除率達到41. 2%。 上述實施例為本實用新型的五個實施例子，但本實用新型的實施方式 并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的發(fā)明本質(zhì)所做的改變、修飾或替代，均應(yīng)為等效的置換，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種處理難降解有機廢水的光/電Fenton裝置，由磁力攪拌器(I)、陰極(2)、電解槽(3)、曝氣管(4)、曝氣機(5)、燈管鎮(zhèn)流器(6)、直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源(7)、紫外燈管(8)、鐵電極(9)、陽極(10)和擋板(11)組成；其中電解槽(3)為頂端敞ロ的反應(yīng)槽，置于磁力攪拌器(I)上；陽極(10 )和陰極(2 )分置于電解槽(3 )的兩側(cè)，分別與直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源(7 )的正負(fù)極相連；兩支曝氣管(4)分別位于陰極(2)的兩側(cè)，并與曝氣機(5)相連接；紫外燈管(8)插入電解槽(3)中央，與燈管鎮(zhèn)流器(6)相連；鐵電極(9)插入電解槽(3)中置于紫外燈管(8)與陽極(10)之間；電解槽(3)頂端蓋有擋板(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光/電Fenton處理裝置，其特征在于所述的紫外燈管(8)的功率為4 12w。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光/電Fenton裝置，其特征在于所述的的陽極(10)為Ti/Pt電極;陰極(2)為ACF電極;陽極(10)和陰極(2)的極板間距為5 10cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光/電Fenton裝置，其特征在直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源(7)的電流強度為O. 5 2. 5A。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光/電Fenton裝置，其特征在所述的鐵電極(9)為鐵棒，其直徑為3 8mm。
專利摘要本實用新型涉及一種處理難降解有機廢水的光/電Fenton裝置，包括電解槽，為一頂端敞口的反應(yīng)槽，是光電Fenton裝置的主體結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器的陰陽極分別與直流穩(wěn)壓電源的正負(fù)極相連，分置于反應(yīng)槽兩端；反應(yīng)器陰極采用ACF電極，將活性炭纖維布裹在金屬鐵板上，反應(yīng)槽置于磁力攪拌器上；曝氣機不斷向陰極輸入空氣。紫外燈管插入反應(yīng)槽中央；鐵棒也插入反應(yīng)槽中置于紫外燈管與陽極之間。本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運行可靠，針對有機廢水的水質(zhì)狀況，調(diào)節(jié)裝置的電流、基板間距、紫外燈管功率三個參數(shù)使出水水質(zhì)達到生化處理要求。
文檔編號C02F1/461GK202609990SQ20122024384
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者徐炎華, 儲海蓉, 楊潔, 鄒君 申請人:南京工業(yè)大學(xué)