本公開屬于工業(yè)有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種光催化一芬頓氧化協(xié)同深度處理有機(jī)廢水裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)污水的各種污染物中，有機(jī)污染物，不僅在水中存在時(shí)間長(zhǎng)、遷移范圍廣，而且危害大、處理難度大，一直是環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。對(duì)于有機(jī)廢水，目前國(guó)內(nèi)外主要處理方法有生物法、光催化和氧化法。生物法處理主要是利用微生物的新陳代謝，通過微生物的凝聚、吸附、氧化降解等作用來降解污水中的有機(jī)物，具有應(yīng)用范圍廣、處理量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)有機(jī)廢水中含有有毒物質(zhì)或生物難降有機(jī)物時(shí)，生物法的效果欠佳，甚至不能處理。

近年來，由于芬頓氧化法具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)，芬頓氧化法在處理難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)污染物中應(yīng)用極為廣泛，但在處理高濃度難降解的有機(jī)廢水或高鹽有機(jī)廢水過程中存在效果不理想，雙氧水利用率低等問題。另外，光催化是目前一種新型的廢水處理技術(shù)，具有高效、節(jié)能、使用范圍廣等特點(diǎn)，對(duì)難生物降解的有機(jī)物可以直接礦化為無機(jī)小分子，具有廣泛的應(yīng)用前景，成為近年來廢水處理的新的熱門技術(shù)。但對(duì)于光催化降解有機(jī)廢水過程中仍需要解決如何提高光催化效率、如何高效快速的實(shí)現(xiàn)納米光催化劑的回收等問題。

因此，為了更好發(fā)揮光催化技術(shù)和芬頓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)而克服他們的缺點(diǎn)，我們擬將光催化與芬頓氧化相結(jié)合并增加催化劑回收系統(tǒng)，這既可以解決芬頓氧化過程中雙氧水利用率低的問題，同時(shí)過量的雙氧水在光催化反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的超氧負(fù)離子或羥基自由基等活性自由基，進(jìn)一步提高了光催化處理有機(jī)廢水的礦化去除率，同時(shí)增加的催化劑回收系統(tǒng)可有效實(shí)現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用?；谶@個(gè)技術(shù)思想，我們提出構(gòu)造適用于處理高濃度或高鹽有機(jī)廢水的光催化-芬頓氧化裝置，這一裝置在有機(jī)廢水處理的實(shí)際應(yīng)用上是非常有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光催化-芬頓氧化協(xié)同深度處理有機(jī)廢水裝置，該處理裝置可以對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行光催化氧化和芬頓氧化的耦合處理，解決單一處理時(shí)雙氧水過量，光催化礦化效率較低等問題，同時(shí)可以解決光催化過程中光催化劑回收難問題。

本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種光催化-芬頓氧化協(xié)同深度處理有機(jī)廢水裝置，其特征在于：它包括光催化系統(tǒng)、芬頓氧化系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、催化劑回收系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)；光催化系統(tǒng)組成部分有反應(yīng)容器，燈源和光催化劑；芬頓氧化系統(tǒng)包括芬頓試劑和攪拌裝置；曝氣系統(tǒng)由曝氣組件和鼓風(fēng)機(jī)組成；催化劑回收系統(tǒng)采用超濾膜進(jìn)行分離；催化劑回收系統(tǒng)采用的超濾膜對(duì)于顆粒催化劑的截留率超過90％。

所述的芬頓氧化反應(yīng)器與光催化反應(yīng)器耦合，使芬頓氧化過程中多余的雙氧水在光催化過程得到利用，提高雙氧水的利用率，降低了成本，并提高了光催化過程的催化效率，大幅提高了有機(jī)廢水的礦化去除效率，處理后的廢水可達(dá)標(biāo)排放。

所述的光催化反應(yīng)器采用圓筒形狀，催化劑可均勻分散在圓筒內(nèi)，光源固定在反應(yīng)器中間，有效提高催化劑對(duì)光的吸收效率。

所述的光催化系統(tǒng)后接曝氣系統(tǒng)在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，起到對(duì)溶液攪拌作用并給光催化反應(yīng)提供氧氣，產(chǎn)生超氧負(fù)離子或羥基自由基等活性自由基，可以有效提高光催化效率。

所述的催化劑回收系統(tǒng)采用超濾膜將催化劑和處理后廢水分離，催化劑能得到有效回收并返回反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用。

冷卻水系統(tǒng)是對(duì)光催化反應(yīng)器起冷卻保護(hù)的作用并維持反應(yīng)體系穩(wěn)定的溫度。

對(duì)于光催化反應(yīng)器中的催化劑類型，可根據(jù)處理的污水的種類及處理程度難易，選擇單一催化劑或復(fù)合型催化劑，催化劑的種類包括二氧化鈦、溴氧化鉍、鉬酸鉍、鎢酸鉍、石墨烯/鉬酸鉍或石墨烯/二氧化鈦等。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：芬頓氧化反應(yīng)器與光催化反應(yīng)器耦合，使得芬頓氧化過程中多余的雙氧水在光催化過程得到利用，提高了雙氧水的利用率，由芬頓反應(yīng)過程雙氧水的利用率為70％左右提高到99％，并提高了光催化過程的催化效率，由光催化反應(yīng)過程中的催化降解效率85％左右提高到99％，同時(shí)大幅提高污染物礦化去除率，由單個(gè)芬頓反應(yīng)過程和光催化過程的去除率分別為80％和85％左右，提高到99.5％，且可降低成本，適合工業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)催化劑回收裝置實(shí)現(xiàn)催化劑循環(huán)使用，解決光催化劑回收難的問題。

附圖說明

圖1為光催化-芬頓氧化協(xié)同深度處理有機(jī)廢水裝置示意圖；

圖中，1、圓筒狀光催化反應(yīng)器，2、燈源，3、曝氣系統(tǒng)，4、芬頓氧化反應(yīng)器，5、催化劑回收系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖說明一下本發(fā)明的具體實(shí)施方案，具體如下：

在圖1中：

1是圓筒狀光催化反應(yīng)器，光催化化反應(yīng)器采用圓筒形狀。使催化劑在筒內(nèi)分散更加均勻，對(duì)光的吸收效果最佳。

2是圓柱狀燈源，燈源采用與光催化反應(yīng)器相同形狀，有利于增大光源照射范圍，有效提高催化劑對(duì)光的吸收效率。

3是曝氣系統(tǒng)，利用鼓風(fēng)機(jī)使廢水中溶解更多空氣，起到攪拌作用并提供氧氣，產(chǎn)生超氧負(fù)離子或羥基自由基等活性自由基，可有效提高光催化效率。

4是芬頓氧化反應(yīng)器，芬頓反應(yīng)可以對(duì)污染物進(jìn)行降解，適用范圍廣，操作簡(jiǎn)單，在此基礎(chǔ)上，芬頓氧化與光催化反應(yīng)耦合，可提高有機(jī)廢水的礦化去除率，過量的雙氧水得到充分利用，降低了成本，產(chǎn)生大量超氧負(fù)離子或羥基自由基等活性自由基，有效提高光催化效率，芬頓氧化處理后的廢水經(jīng)光催化降解，難降解污染物的去除基本可達(dá)100％，處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放。

5是催化劑回收系統(tǒng)，利用超濾膜對(duì)顆粒催化劑有效回收，實(shí)現(xiàn)了催化劑的循環(huán)利用。

以上對(duì)本公開進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本公開的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本公開的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本公開的限制。