一种电芬顿反应废水处理装置的制作方法

1.本实用新型属于电化学废水处理技术领域，尤其涉及一种电芬顿反应废水处理装置。


背景技术：

2.一直以来，高浓度难降解有机废水是水处理技术的难点问题。此类废水主要是染料、农药、医药、化工、焦化等生产过程中产生的废水，废水污染物浓度高、毒性大、盐份较高难于生物降解，因此必须采用预处理技术和方法，才能有效妥善处理。如果这些物质不加治理地向环境排放，势必严重污染环境和威胁人类身体健康。随着工农业的迅速发展，人们合成了越来越多的有机物，其中难降解有机物占了很大比例，因此难降解有机物的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视，是目前水污染防治研究的热点与难点。
3.高级氧化技术在处理难降解有机废水领域具有非常明显的优势。芬顿反应是典型的高级氧化方法：利用过氧化氢和亚铁离子反应生成羟基自由基，可以快速去除传统技术无法去除的难降解有机物。芬顿(fenton)试剂在废水处理中的研究与应用日益受到国内外的关注。芬顿试剂氧化法的优点在于h2o2分解速度快、氧化速率高，但由于大量fe
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的存在，h2o2的利用率不高，使有机污染物降解不完全，且反应必须在酸性条件下进行，否则因析出fe(oh)3沉淀而使加入的fe
2+
或fe
3+
失效，并且溶液的中和还需消耗大量的酸碱，另外处理成本高也制约这一方法的广泛应用。鉴于此，广大环境科学工作者致力于此法的改进，芬顿法基本上是沿着光化学和电化学两条路线向前发展的。
4.电芬顿法是利用电化学法产生的，以及作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用而生成具有高度活性的羟基自由基，使有机物得到降解，其实质就是在电解过程中直接生成芬顿试剂。与传统芬顿法相比，电芬顿法有它独特的优点不需或只需加人少量化学药剂；可以大幅度降低处理成本；处理过程清洁，不会对水质产生二次污染；设备相对简单，电解过程需控制的参数只有电流和电压，易于实现自动控制。电芬顿法除羟基自由基的氧化作用外，还有阳极氧化，电吸附等伴随的净化作用，所以处理效率比传统芬顿法高、占地面积小、处理周期短、条件要求不苛刻、易于和其它方法结合，为废水的综合治理提供了一条有效途径。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种不需加药剂、利用电化学法持续、高效产生fe
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和h2o2的电芬顿反应废水处理装置。
6.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种电芬顿反应废水处理装置，包括电芬顿反应池、中间水池、中和混凝池、沉淀池、鼓风机、曝气装置、第一直流电源和第二直流电源；
8.所述曝气装置设置于所述电芬顿反应池底部，所述鼓风机与曝气装置连接；
9.所述中间水池通过管路与所述电芬顿反应池连接，所述电芬顿反应池通过管路与
所述中和混凝池连接，所述中和混凝池通过管路与所述沉淀池连接；
10.所述电芬顿反应池内从下到上依次设有第一阳极板、阴极板和第二阳极板，所述第一直流电源的正极和负极分别于所述第一阳极板和阴极板电连接，所述第二直流电源的正极和负极分别于所述第二阳极板和阴极板电连接。
11.更进一步地，所述第一阳极板和阴极板竖直设置，所述第二阳极板水平设置。
12.更进一步地，所述第一阳极板为钛板或钛铱合金板，所述阴极板为石墨板，所述第二阳极板为含铁元素的不锈钢板。
13.更进一步地，所述第一阳极板表面涂覆sn-sb-ir-ta复合氧化物催化剂。
14.更进一步地，所述第一阳极板、阴极板和第二阳极板均为多孔结构，开孔率20-40%，孔径6mm。
15.更进一步地，所述第一直流电源和第二直流电源为可调电压式直流电源，分别连接电流表用于监控工作电流。
16.更进一步地，所述电芬顿反应池底部还设有布水装置，所述布水装置与中间水池连接。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.1、化学药剂成本大幅下降，可以大幅度降低处理成本。
19.2、fe
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和h2o2以相当的速率持续产生，羟基自由基（
·
oh）在处理过程中持续产生，可保证有机污染物长时间持续有效的降解。
20.3、系统协同氧化作用多，除芬顿氧化作用外，还有第一阳极板的直接电催化氧化、电吸附、fe(oh)3的絮凝等，处理效率高。
21.4、处理过程清洁，污泥量少，后处理简单，无二次污染。
22.5、设备相对简单，电解过程需控制的参数只有电流和电压，易于实现自动控制。
附图说明
23.图1是本实用新型废水处理装置结构示意图；
24.其中：1、电芬顿反应池；2、中间水池； 3、中和混凝池；4、沉淀池；5、鼓风机；6、曝气装置；7、第一直流电源；8、第二直流电源。
具体实施方式
25.为了更好地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型做进一步描述。本实用新型可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本实用新型的构思充分传达给本领域技术人员，本实用新型将仅由权利要求来限定。
26.一种电芬顿反应废水处理装置，包括电芬顿反应池1、中间水池2、中和混凝池3、沉淀池4、鼓风机5、曝气装置6、第一直流电源7和第二直流电源8。
27.曝气装置6设置于电芬顿反应池1底部，鼓风机5与曝气装置6连接；中间水池2通过管路与电芬顿反应池1连接，电芬顿反应池1通过管路与中和混凝池3连接，中和混凝池3通过管路与沉淀池4连接。中间水池2为该装置进水水量调节缓冲区域，中和混凝池3为该装置出水调节区域，在中和混凝池3内中和后混凝使铁盐沉淀去除出水中的悬浮物和非溶解性
cod，沉淀池4为混凝后使铁盐与悬浮物进行泥水分离的装置。
28.电芬顿反应池1内从下到上依次设有第一阳极板、阴极板和第二阳极板，第一直流电源7的正极和负极分别于第一阳极板和阴极板电连接，第二直流电源8的正极和负极分别于第二阳极板和阴极板电连接。第一直流电源7用于产生h2o2，第二直流电源8用于产生fe
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。
29.更进一步地，第一阳极板和阴极板竖直设置，第二阳极板水平设置。通过极板空间位置的不同进而提升芬顿试剂的使用效率和处理效率。
30.更进一步地，第一阳极板为钛板或钛铱合金板，第一阳极板表面涂覆sn-sb-ir-ta复合氧化物催化剂。有机污染物可在第一阳极板上发生直接氧化反应被降解，在系统中产生电催化氧化协同反应。
31.阴极板为石墨板，大量的氧分子吸附在阴极板表面，接受外电路提供的电子，使o2分子被电化学还原生成h2o2。
32.第二阳极板为含铁元素的不锈钢板，在电场作用下，第二阳极板产生的fe
2+
。
33.更进一步地，第一阳极板、阴极板和第二阳极板均为多孔结构，开孔率20-40%，孔径6mm。这样的设计使有机污染物更容易接触电极表面，从而提高反应几率和水处理效果。
34.更进一步地，第一直流电源7和第二直流电源8为可调电压式直流电源，分别连接电流表用于监控工作电流。通过调节电流可以在溶液中获得符合水处理要求的h2o2和h2o2与fe
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的溶度比。
35.更进一步地，电芬顿反应池1底部还设有布水装置，布水装置与中间水池2连接，布水装置与中间水池2之间的管路上设有进水泵。布水装置使进入电芬顿反应池1内的有机废水更分散，增大与电极的接触面积，从而提高水处理效率。
36.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。