本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種高效污水處理裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們的生活和生產(chǎn)能力不斷地提高，人們所產(chǎn)生的污水量也在不斷地增加。并且，在此期間，污水中所含的污染成份相比以前也變的更加地繁雜多樣，單靠自然界的生態(tài)處理已經(jīng)很難將污水凈化完全了，從而這些污水被排入河流湖泊中后，就會造成大面積水資源的污染，使得水資源變得越來越匱乏，從而反過來又會對人們的生活和生產(chǎn)造成巨大的影響。

為了能夠快速地對污水將污水凈化完成，部分環(huán)保型企業(yè)設(shè)計出了一種利用電解和芬頓試劑相結(jié)合的方式來分解水中污染物的裝置，如申請?zhí)枮?01320120597.4的中國專利《一種電解氧化-化學(xué)氧化復(fù)合的污水處理裝置》公開了一種電解氧化-化學(xué)氧化復(fù)合的污水處理裝置，其包括一柱狀主體，該主體中設(shè)置有交替分布的多層形式的柱形陽極、柱形陰極和吸附填料，該主體還設(shè)有兩個 Fenton 試劑的入口，該主體的上部設(shè)有一個底部為漏斗形的貯槽，該貯槽的上部設(shè)有第一出口，該貯槽的漏斗形的下部側(cè)壁設(shè)有第二出口，該主體的下部設(shè)有第一入口，用于通入待處理的污水，還設(shè)有第二入口，用于通入氧化用氣體。本裝置可用于處理多種污水，如城市生活污水、油田采油污水、低濃度或高濃度有機(jī)污水、染料生產(chǎn)污水等，尤其對于化學(xué)需氧量COD大于1000mg/l的高濃度有機(jī)污水十分有效，而且設(shè)備簡單，易于操作。

但是，在高濃度的污水中往往都存在大量比較穩(wěn)定的污染物，例如含雜環(huán)、DMF、DMSO類污水，其化學(xué)鍵能比較強(qiáng)，單靠電解和芬頓試劑的作用還很難高效地處理這類污水，不僅效率低下而且電能的耗費(fèi)也是巨大的，同時也會造成大量試劑的浪費(fèi)，不適合長時間大面積地進(jìn)行推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高效污水處理裝置。

本實(shí)用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種高效污水處理裝置，包括筒體和筒蓋，所述筒體的中心設(shè)有陽極電極，所述陽極電極與筒蓋相固定，所述筒體的內(nèi)壁上均勻分布有若干陰極電極，所述筒體的側(cè)壁上開有供fenton試劑進(jìn)入到筒體內(nèi)的加料口，其特征在于：所述筒體于陽極電極和陰極電極之間設(shè)有固定架套，所述固定架套與筒蓋一體制成，所述固定架套均勻分布有若干通孔，所述通孔上固定有紫外燈管。

這樣首先在電場和fenton試劑的作用下，首先可以利用電解和羥基自由基的氧化作用使污水中的有機(jī)污染物發(fā)生分解，其次，而且紫外燈管能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的紫外光譜，而雜環(huán)、DMF、DMSO等污染物對紫外光比較敏感，能吸收紫外光譜中一定范圍內(nèi)的光譜，把吸收的光譜轉(zhuǎn)換為分子的內(nèi)能，當(dāng)在不斷吸入能量的狀況下達(dá)到一個峰值后會使分子結(jié)構(gòu)破裂，從而達(dá)到消除污水COD的目的，另外它也會使一些大分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)斷裂而轉(zhuǎn)變?yōu)樾〗Y(jié)構(gòu)的分子，提高污水的可生化性。

作為優(yōu)選，所述筒蓋的頂部開有凹槽一，所述陽極電極與凹槽一過盈配合。

這樣既能夠方便陽極電極的固定，同時也能夠保證陽極電極與筒蓋之間的牢固連接。

作為優(yōu)選，所述筒體的側(cè)壁開有與陰極電極相匹配的凹槽二，所述陰極電極嵌于凹槽二中，兩者用鉚釘相固定。

這樣也能夠提高陰極電極的固定效率，同時，也能夠保證陰極電極與筒體之間的固定牢固度。

作為優(yōu)選，所述陽極電極的表面涂布摻銻的二氧化錫半導(dǎo)體材料層。

摻雜銻后的二氧化錫的鍵長增大了，這是因?yàn)殇R的電負(fù)性小于錫的電負(fù)性，從而使得銻與氧的成鍵能力變?nèi)?，使得銻的原子核對電子的吸引能力變?nèi)?，因此摻雜銻后的二氧化錫的鍵長會變長。這樣就使得整個體系的表面積增大，因此有利于反應(yīng)的進(jìn)行，使得具有多功能性。同時，銻能夠提供更多的電子在能量作用下躍遷到空帶上，從而使得其電導(dǎo)性提高。

當(dāng)該種半導(dǎo)體材料在電流作用下會使該種半導(dǎo)體材料發(fā)生極化而產(chǎn)生空穴效應(yīng)，并且產(chǎn)生的空穴也可以與污水中的溶解氧與水發(fā)生離子化反應(yīng)，產(chǎn)生一定量的羥基自由基團(tuán)，從而進(jìn)一步引發(fā)有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)達(dá)到消除COD與改變原有分子結(jié)構(gòu)的目的。

作為優(yōu)選，所述陰極電極的表面涂布有充氧的碳-聚四氟乙烯半導(dǎo)體材料層。

聚四氟乙烯具有極高的分子量（8.8×10⁶ ～3.2×10⁷）,為高結(jié)晶度的熱塑性塑料，由于其分子結(jié)構(gòu)中存在較強(qiáng)的F-C鍵，使其有摩擦系數(shù)低，化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。然而其本身卻容易發(fā)生蠕變。而由于碳纖維具有高強(qiáng)度、高彈性模量、耐高溫、抗蠕變等特點(diǎn)，因此其加入到聚四氟乙烯中，可以使得聚四氟乙烯的質(zhì)量變得更輕，耐磨性得到提升，耐化學(xué)性和機(jī)械性能也都有相應(yīng)地增強(qiáng)。其涂布在陰極電極的表面能夠?qū)﹃帢O電極起到有效的保護(hù)作用。

并且，碳纖維本身就具有高效的導(dǎo)電性能，因此，當(dāng)碳-聚四氟乙烯半導(dǎo)體材料涂布在陰極電極的表面時，也不會影響陰極電極的正常通電。

另外，由于碳纖維的表面光滑并呈現(xiàn)化學(xué)惰性，與樹脂基本復(fù)合時存在浸潤性差、界面結(jié)合力差的問題，因而，在碳-聚四氟乙烯半導(dǎo)體中充氧能夠?qū)μ祭w維起到氧化刻蝕作用，其可以在碳纖維表面形成分子尺寸的刻蝕坑，因此大大提高了碳纖維表面粗糙度，并增大了其比表面積。當(dāng)碳纖維與聚四氟乙烯復(fù)合時，能夠產(chǎn)生良好的機(jī)械嵌合效應(yīng)，增大復(fù)合材料兩相間的粘結(jié)強(qiáng)度，提高了兩者之間的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時，碳纖維的表面積也會因此增加，這樣可以有效地提高導(dǎo)電的性能。

作為優(yōu)選，所述紫外燈管外套設(shè)有透明的保護(hù)套，所述保護(hù)套的直徑與通孔的寬度相等。

保護(hù)套的設(shè)置，可以避免污水在流動的過程中，對紫外燈管造成巨大的沖擊，從而導(dǎo)致紫外燈管的破碎。

作為優(yōu)選，所述筒體的內(nèi)壁上涂布有納米二氧化鈦層。

由于fenton試劑在產(chǎn)生羥基自由基的過程中，還會產(chǎn)生氧分子，而納米二氧化鈦在紫外線的照射下能夠起到催化作用，其可以促進(jìn)污水中的有機(jī)物與氧分子發(fā)生催化氧化，從而進(jìn)一步提高了污水的凈化效率，并且也省去了不停向筒體內(nèi)曝氣的步驟。

作為優(yōu)選，所述筒體的底部設(shè)有帶若干葉片的攪拌槳。

作為優(yōu)選，所述攪拌槳的葉片端部向上延伸至陽極電極和陰極電極之間，并形成凸緣。

如果簡單地在陽極電極的下方進(jìn)行攪拌的話，由于受到陽極電極的限制，那么陽極電極和陰極電極之間的污水就很難充分地進(jìn)行流動，這樣還不能夠保證污水中的污染物得到充分地分散。而凸緣的設(shè)置剛好可以伸入到陽極電極和陰極電極之間的空間對污水進(jìn)行攪拌，從而也就保證了整個裝置體系污水中的污染物得到均勻地分布。

作為優(yōu)選，所述凸緣位于陽極電極與紫外燈管之間。

這樣污水在隨著攪拌槳攪拌的過程中，其會在離心力的作用下，從通孔中被擠壓出來，從而進(jìn)一步提高了整個污水處理裝置的混合效率，避免了在反應(yīng)過程中污水處理裝置內(nèi)局部污染物濃度過高的問題。

綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1.通過電解、fenton試劑和紫外線三者的協(xié)同作用，可以有效地提高整個污水處理裝置的治污效率；

2.在筒體的壁面上涂布納米二氧化鈦，其可以在紫外光的作用下起到光催化的效果，使污水中的有機(jī)物和fenton試劑分解產(chǎn)生的氧分子進(jìn)行快速的催化氧化，進(jìn)一步提高了對污水的效率；

3.攪拌槳的凸起延伸至陽極電極和保護(hù)套之間，這樣可以使污水在受到離心力的作用時，受到通孔的擠壓而被甩出，從而進(jìn)一步提高了污水的混合效率。

附圖說明

圖1是高效污水處理裝置的軸視圖；

圖2是高效污水處理裝置的正視圖；

圖3是圖2的A-A處剖視圖；

圖4是高效污水處理裝置的爆炸圖一；

圖5是高效污水處理裝置的爆炸圖二；

圖6是陽極電極的層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7 是陰極電極的層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是筒體內(nèi)壁的層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是紫外燈管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、筒體；11、出水口；12、污水進(jìn)口；13、加料口；14、進(jìn)料口；15、進(jìn)液口；16、凹槽二；17、鉚釘；2、筒蓋；21、凹槽一；3、陽極電極；31、摻銻的二氧化錫半導(dǎo)體材料層；4、陰極電極；41、充氧的碳-聚四氟乙烯半導(dǎo)體材料層；5、紫外燈管；51、固定架套；511、通孔；52、保護(hù)套；6、攪拌槳；61、凸緣；7、納米二氧化鈦層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一：

一種高效污水處理裝置，如附圖1至附圖3所示，包括一個筒體1，筒體1的上方設(shè)有一個筒蓋2，該筒體1的上部分為圓柱狀，其下部分為圓臺狀，且下部分上還設(shè)有一出水口11，平時，在工作的時候，該出水口11是處于關(guān)閉的狀態(tài)的。該筒體1的上部分的中心處設(shè)有柱狀的陽極電極3，筒蓋的內(nèi)側(cè)中心開有凹槽一21，該陽極電極3嵌設(shè)于凹槽一21中。而筒體1上部分的內(nèi)壁上均勻分布有若干凹槽二16，凹槽二16內(nèi)嵌有陰極電極4，而陰極電極4的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況來確定，此處，陰極電極4的數(shù)量為十二根，并且陰極電極4還通過鉚釘固定于筒體1的內(nèi)壁上。

同時，如附圖6和附圖7所示，在陽極電極3的表面涂布有摻銻的二氧化錫半導(dǎo)體材料層31，而在陰極電極4的表面上涂布有充氧的碳-聚四氟乙烯半導(dǎo)體材料層41。這樣一方面通過半導(dǎo)體材料可以提高整個電極的導(dǎo)電性能，另一方面也又利于加快羥基自由基的產(chǎn)生。其中陽極電極3和陰極電極4的基材都是碳棒。

如附圖4和附圖5所示，在陰極電極4和陽極電極3之間設(shè)有一個固定架套51，該固定架套51可以成網(wǎng)狀，其表面開有若干矩形的通孔511，并且固定架套51與筒蓋2相固定，固定架套51的通孔511上設(shè)有紫外燈管5。這里所選用的紫外線的光波為190～320nm,優(yōu)選為280～320nm。這樣可以減少紫外燈管5的工作功率。如附圖9所示，同時，在紫外燈管5的外側(cè)還套有保護(hù)套52，從而大大提高了紫外燈管5的使用壽命。

另外，如附圖8所示，為了能夠進(jìn)一步提高治理污水的能力，在筒體1的內(nèi)壁上還涂布了納米二氧化鈦層7，這樣最大限度的保證了多余的紫外線能夠被納米二氧化鈦層7所吸收并促進(jìn)污水中的污染物進(jìn)行快速催化氧化的分解作用，從而納米二氧化鈦7在紫外線的作用下能夠催化污水中的污染物與fenton試劑分解所產(chǎn)生的氧分子發(fā)生氧化反應(yīng)，從而便可以快速地除去污染物。

同時，在筒體1的筒壁上還設(shè)有fenton試劑的加料口13，酸性緩沖液的進(jìn)料口14，氫氧化鈣的進(jìn)液口15以及污水進(jìn)口12。

為了在污水處理的過程中能夠保證污水中的污染物得到均勻地分布，此處在筒體1的下方中心處還設(shè)置了一個攪拌槳6，并且攪拌槳6上但有兩個葉片，葉片端部向上延伸至陰極電極4與陽極電極3之間，這樣當(dāng)攪拌槳6啟動的時候就可以最大范圍地攪動整個筒體1內(nèi)的污水，從而大大提高了污水催化氧化的效率。而攪拌槳6的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)實(shí)際情況來確定，此處攪拌槳6的轉(zhuǎn)速為500rpm～600rpm。

該種污水處理裝置包括，其操作步驟包括:

S1、將需要處理的污水通過污水進(jìn)口12加入到污水裝置中，直至其體積為污水裝置體積的2/3；

S2、通過加料口13向筒體1加入fenton試劑，并控制fenton試劑的體積為污水體積的1/10左右，并通過進(jìn)料口14加入酸性緩沖液調(diào)整污水的pH值為2～4；

S3、開啟攪拌槳6以500rpm～600rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌10～15min;

S4、給陰極電極4和陽極電極3加4～5V/cm的電壓，并點(diǎn)亮紫外燈管5，使得整個污水處理過程持續(xù)0.5～1h；

S5、通過進(jìn)液口15加入飽和的氫氧化鈣溶液，直至處理后的污水的pH為6.5～7位置；

S6、對S5中的污水進(jìn)行過濾處理，并檢測其含有的各污染物的含量，如果合格就將其從出水口11排出。

本具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的解釋，其并不是對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。