一種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污染水體凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高級氧化工藝又稱深度氧化技術(shù)，具有反應(yīng)速度快、處理完全、無公害、適用范圍廣等優(yōu)點。在眾多高級氧化工藝中Fenton高級氧化技術(shù)因為其相對成熟、簡單、不需要特殊的裝置即可實現(xiàn)，F(xiàn)enton技術(shù)是由Fe2+離子和H2O2組成，F(xiàn)e2+離子和H2O2在水相中發(fā)生一系列鏈反應(yīng)生成.0H，最終氧化降解有機物。Fenton技術(shù)的活性中間產(chǎn)物羥基自由基具有非常高的氧化活性，其氧化還原電位可達(dá)2.8V，能夠快速氧化降解多種有機物質(zhì)，所以Fenton應(yīng)用于難降解有機污水的預(yù)處理和二級處理出水的深度處理。
[0003]雖然傳統(tǒng)Fenton技術(shù)具有反應(yīng)速度快，二次污染小，裝置簡單投資少等優(yōu)點，但是時也具有投加藥量大，有機物礦化率低，利用率不高等問題，而且由于投加Fe2+后會提高處理后廢水的色度，且系統(tǒng)升高后還會產(chǎn)生大量的鐵污泥，鐵污泥的處理增加了工藝的總體運行成本。陰極電Fenton技術(shù)能很好的解決這種問題，通過陰極電極曝氣或機械攪拌，使O2在陰極發(fā)生反應(yīng)生成H2O2,另外生成的Fe3+離子在陰極處被還原為Fe2+，實現(xiàn)了原位產(chǎn)生H2O2和減少了 Fe2+的投加量，避免了原料試劑在存儲和運輸過程中產(chǎn)生的危險;處理設(shè)備簡單，處理周期短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，提供一種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置。本裝置相對于傳統(tǒng)Fenton技術(shù)不用添加H2O2，藥品投加量少，成本低;與同類裝置相比具有處理效果好，裝置穩(wěn)定，能耗低等優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，它包括電解反應(yīng)池、設(shè)置在所述電解反應(yīng)池內(nèi)的陰極轉(zhuǎn)盤和陽極電極，所述的陰極轉(zhuǎn)盤上固設(shè)有用于帶動陰極轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，且該陰極轉(zhuǎn)盤通過安裝在轉(zhuǎn)軸上的電刷連接電源的負(fù)極，所述電源的正極連接所述的陽極電極，所述的陰極轉(zhuǎn)盤為由導(dǎo)電材料制成的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤，所述網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)盤面上固定有活性炭纖維(ACF)。
[0007]所述的陰極轉(zhuǎn)盤部分設(shè)置在電解反應(yīng)池內(nèi)，所述電解反應(yīng)池的內(nèi)壁為半圓形弧面，所述半圓形弧面的形狀與陰極轉(zhuǎn)盤的形狀相配合。
[0008]所述的陰極轉(zhuǎn)盤為一個或并列設(shè)置的多個。
[0009]所述活性炭纖維為無定型碳纖維毛氈材料。
[0010]所述的陽極電極為DSA陽極電極，即鈦基氧化銥涂層電極。
[0011]所述的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接直流電機，由直流電機帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而由轉(zhuǎn)軸帶動陰極轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。所述直流電機轉(zhuǎn)速可調(diào)。
[0012]所述電解反應(yīng)池的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口。
[0013]所述的導(dǎo)電材料為鋼材。所述的電源為直流電源，所述直流電源的電壓、電流、頻率可調(diào)節(jié)。所述的電刷為直流電刷，電刷與陰極電極接觸良好，放電持續(xù)穩(wěn)定。
[0014]使用時，通過進(jìn)水口向電解反應(yīng)池內(nèi)注入污水，陰極轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)軸固定并部分浸沒在反應(yīng)液中，通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動攪拌達(dá)到混合反應(yīng)液和溶解氧的目的；陽極電極固定住反應(yīng)池的另一端，電刷和陽極電極分別與直流電源的陰極和陽極相連。陰極轉(zhuǎn)盤40%?50%的面積浸沒在污水水面以下。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明設(shè)計的裝置采用的轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)省略了傳統(tǒng)電Fenton技術(shù)的人為通入空氣或投加H2O2,這樣既方便了操作，又節(jié)約了成本投入，同時污水在轉(zhuǎn)盤的作用下會發(fā)生湍流，使污水得以充分混合反應(yīng)，最終有效地對污水中的污染物進(jìn)行去除。該裝置也可以用于多個領(lǐng)域中，效果也非常顯著。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明裝置正視圖。
[0018]圖2為轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極結(jié)構(gòu)圖。
[0019]其中，I一電解反應(yīng)池，2—直流電機，3—聯(lián)軸器，4一電刷，5—陰極轉(zhuǎn)盤，6—電源，7—陽極電極，8—進(jìn)水口，9一活性炭纖維，1—轉(zhuǎn)軸，11 一出水口。
【具體實施方式】
[0020]如圖1和圖2所示，一種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，它包括電解反應(yīng)池1、設(shè)置在所述電解反應(yīng)池I內(nèi)的陰極轉(zhuǎn)盤5和陽極電極7，所述的陰極轉(zhuǎn)盤5上固設(shè)有用于帶動陰極轉(zhuǎn)盤5旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸10，且該陰極轉(zhuǎn)盤5通過安裝在轉(zhuǎn)軸10上的電刷4連接電源6的負(fù)極，所述電源6的正極連接所述的陽極電極7，所述的陰極轉(zhuǎn)盤5為由導(dǎo)電材料制成的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤，所述網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)網(wǎng)狀盤面上固定有活性炭纖維9，并與網(wǎng)狀盤面接觸良好，所述活性炭纖維9為無定型碳纖維毛氈材料。所述電解反應(yīng)池I的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口 8和出水口 11。
[0021]使用時，通過進(jìn)水口 8向電解反應(yīng)池I內(nèi)注入污水，所述陰極轉(zhuǎn)盤540 %?50 %的面積浸沒在污水水面以下，所述的轉(zhuǎn)軸10距水面2?4cm。所述的陽極電極7設(shè)置在所述電解反應(yīng)池I內(nèi)的另一端，并浸沒在液面以下與陰極轉(zhuǎn)盤5相對應(yīng)，處理完畢后從出水口 11流出。
[0022]所述的陰極轉(zhuǎn)盤5部分設(shè)置在電解反應(yīng)池I內(nèi)，所述電解反應(yīng)池I的內(nèi)壁為半圓形弧面，所述半圓形弧面的形狀與陰極轉(zhuǎn)盤5的形狀相配合。
[0023]所述的陰極轉(zhuǎn)盤5為一個或并列設(shè)置的多個。
[0024]所述的陽極電極7為鈦基氧化銥涂層電極，具有較高的析氧過電位。
[0025]所述的轉(zhuǎn)軸10通過聯(lián)軸器3連接直流電機2，由直流電機2帶動轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動，進(jìn)而由轉(zhuǎn)軸10帶動陰極轉(zhuǎn)盤5旋轉(zhuǎn)。所述直流電機2轉(zhuǎn)速可調(diào)，一般設(shè)置為50r/min。
[0026]所述的導(dǎo)電材料為鋼材。所述的電源6為直流電源，所述直流電源的電壓、電流、頻率可調(diào)節(jié)。所述的電刷4為直流電刷，電刷4與陰極電極接觸良好，放電持續(xù)穩(wěn)定。
[0027]采用本發(fā)明的裝置處理污染水體的過程如下:預(yù)處理的污染水體首先由進(jìn)水口8注入到電解反應(yīng)池I中，陰極轉(zhuǎn)盤5在直流電機2和轉(zhuǎn)軸10的傳動作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動過程中，污水將會被帶出水面，并使得污水水體充分混合;在這種攪拌狀況下，空氣中氧氣與水體傳質(zhì)作用加快，并且由于ACF本身具有較大的表面積和微孔結(jié)構(gòu)，在表面張力和慣性力的作用下，水面以上的陰極轉(zhuǎn)盤5表面形成的一層水膜，有利于空氣中氧氣向陰極擴散傳質(zhì)，氧氣向陰極表面擴散速度極快，使得陰極轉(zhuǎn)盤5在水體中始終處于富氧狀態(tài)。這樣在電源6工作狀態(tài)下，通過電刷4，陰極轉(zhuǎn)盤5得到持續(xù)電流，繼而使氧氣在陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，生成H2O2,生成的H2O2與水體中添加的Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng)生成.0H，.0H的高氧化電位能高效的降解水體中的污染物，同時，陰極轉(zhuǎn)盤5和陽性電極7在直流電的作用下還發(fā)生電解反應(yīng)也對水體污染物進(jìn)行降解。
【主權(quán)項】
1.一種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，其特征在于它包括電解反應(yīng)池(I)、設(shè)置在所述電解反應(yīng)池(I)內(nèi)的陰極轉(zhuǎn)盤(5)和陽極電極(7)，所述的陰極轉(zhuǎn)盤(5)上固設(shè)有用于帶動陰極轉(zhuǎn)盤(5)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸(10)，且該陰極轉(zhuǎn)盤(5)通過安裝在轉(zhuǎn)軸(10)上的電刷(4)連接電源(6)的負(fù)極，所述電源(6)的正極連接所述的陽極電極(7)，所述的陰極轉(zhuǎn)盤(5)為由導(dǎo)電材料制成的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤，所述網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)盤面上固定有活性炭纖維(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，其特征在于所述的陰極轉(zhuǎn)盤(5)部分設(shè)置在電解反應(yīng)池(I)內(nèi)，所述電解反應(yīng)池(I)的內(nèi)壁為半圓形弧面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，其特征在于所述的陰極轉(zhuǎn)盤(5)為一個或并列設(shè)置的多個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，其特征在于所述活性炭纖維(9)為無定型碳纖維毛氈材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，其特征在于所述的陽極電極(7)為鈦基氧化銥涂層電極。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸(10)通過聯(lián)軸器(3)連接直流電機(2)，由直流電機(2)帶動轉(zhuǎn)軸(10)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而由轉(zhuǎn)軸(1)帶動陰極轉(zhuǎn)盤(5)旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種轉(zhuǎn)盤式活性炭纖維陰極電Fenton污水處理裝置，它包括電解反應(yīng)池、設(shè)置在所述電解反應(yīng)池內(nèi)的陰極轉(zhuǎn)盤和陽極電極，所述的陰極轉(zhuǎn)盤上固設(shè)有用于帶動陰極轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，且該陰極轉(zhuǎn)盤通過安裝在轉(zhuǎn)軸上的電刷連接電源的負(fù)極，所述電源的正極連接所述的陽極電極，所述的陰極轉(zhuǎn)盤為由導(dǎo)電材料制成的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤，所述網(wǎng)狀轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)盤面上固定有活性炭纖維。此裝置實現(xiàn)了原位產(chǎn)生H2O2和減少了Fe2+的投加量，避免了原料試劑在存儲和運輸過程中產(chǎn)生的危險；不用添加H2O2，藥品投加量少成本低；本裝置利用自身電極機械攪拌曝氣，無需人為通入空氣，具有處理設(shè)備簡單，處理周期短，能耗低等優(yōu)點。
【IPC分類】C02F1/467, C02F1/461
【公開號】CN105502590
【申請?zhí)枴緾N201510891770
【發(fā)明人】孫亞兵, 蔣浩, 汪健, 彭園慧
【申請人】南京大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月7日