微电解协同光催化芬顿法废水处理系统的制作方法

本实用新型涉及环保领域，尤其涉及一种微电解协同光催化芬顿法废水处理系统。

背景技术：

高浓度废水是以有机污染物为主的废水。高浓度废水多由造纸、皮革及食品等行业排出，这些行业产生的废水中，含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白和纤维素等有机物，易造成水质富营养化，如果直接排放，会造成严重污染，危害比较大。

传统的高浓度废水处理方法包括生物处理法、物化法和化学法等。这些方法难降解高浓度废水，没有办法满足越来越高的环保要求，因此，需要技术革新。

技术实现要素：

本实用新型解决的问题是提供一种微电解协同光催化芬顿法废水处理系统，以更好地实现对高浓度废水的处理。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种微电解协同光催化芬顿法废水处理系统，包括：光催化芬顿池；亚铁离子供应设备，所述亚铁离子供应设备通过导管向所述光催化芬顿池供应亚铁离子；过氧化氢供应设备，所述过氧化氢供应设备通过导管向所述光催化芬顿池供应过氧化氢；光催化发生器，所述光催化发生器通过导气管向所述光催化芬顿池供应气体，所述气体包含羟基自由基；微电解池，所述微电解池中具有铁碳混合填充物层；所述微电解池的出水口通过管道连接所述光催化芬顿池的进水口。

可选的，所述微电解池底部还连入曝气管，所述曝气管位于所述微电解池内的端部连接曝气头。

可选的，所述曝气头位于所述微电解池底部的中央，所述曝气头包括多个曝气孔。

可选的，所述铁碳混合填充物层包括多个单元层结构，每个所述单元层结构能够单独拆卸。

可选的，每个所述单元层结构中具有铜粉或铅粉。

可选的，所述光催化芬顿池底部还具有布水器。

可选的，所述导气管位于所述光催化芬顿池的部分具有多个开孔，所述开孔位于所述布水器上方。

可选的，所述光催化发生器包括阳极、阴极、灯管和催化剂层。

可选的，所述灯管为UV灯管。

可选的，所述亚铁离子供应设备与所述光催化芬顿池之间的导管上具有第一加药泵；所述过氧化氢供应设备与所述光催化芬顿池之间的导管上具有第二加药泵。

本实用新型的一个技术方案中，在系统中设置微电解池，利用微电解反应，达到第一阶段的高浓度废水处理。在微电解池之后，设置光催化芬顿池。通过光催化氧化产生的羟基自由基(即由光催化发生器产生)，进一步加强处理过程中的氧化能力，提高高浓度废水处理效果，同时降低高浓度废水处理过程的加药成本。由于是在微电解池后端配置光催化光芬顿反应池，提高了废水的可生化性，提高了去除重金属和色度的处理效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的微电解协同光催化芬顿法废水处理系统示意图。

具体实施方式

现有高浓度废水的处理系统有待改进。为此，本实用新型提供一种新的高浓度废水电解系统，即微电解协同光催化芬顿法废水处理系统，以解决上述存在的不足。

为更加清楚的表示，下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

本实用新型实施例提供一种微电解协同光催化芬顿法废水处理系统，包括：微电解池110、光催化芬顿池120、亚铁离子供应设备170、过氧化氢供应设备180和光催化发生器160。其中，亚铁离子供应设备170通过导管(未标注)向光催化芬顿池120供应亚铁离子。过氧化氢供应设备180通过导管(未标注)向光催化芬顿池120供应过氧化氢。光催化发生器160通过导气管165向光催化芬顿池120供应气体，所述气体包含羟基自由基(·OH)。光催化芬顿池120具有进水口121和出水口122。微电解池110中具有进水口111、出水口112和铁碳混合填充物层113。微电解池110的出水口112通过管道140连接光催化芬顿池120的进水口121。

本实施例中，微电解池110底部还连入曝气管130，曝气管130位于微电解池110内的端部连接曝气头131。并设置曝气头131位于微电解池110底部的中央，曝气头131包括多个曝气孔(未标注)。

本实施例中，铁碳混合填充物层113包括多个单元层结构(未标注)，每个所述单元层结构能够单独拆卸。例如，图1中显示了四个所述单元层结构，在使用过程中，这四个单元层结构是可以一一拆卸下来的，方便单独进行更换和调整。

本实施例中，每个所述单元层结构中可以具有铜粉(未示出)或铅粉(未示出)。增加铜粉或铅粉，目前是为了增加电位差，促进铁离子的释放。

现有的微电解系统大都是采用固定式的铁碳床工艺，而铁碳床的板结是一个非常令人头痛的问题，因为它容易堵塞。而本实施例中，与传统的微电解系统不同的，将铁碳混合填充物层113设计为能够单独拆卸的多个所述单元层结构，即此时的每个所述单元层结构是可以拆分和更换的单元。

本实施例中，铁碳混合填充物层113有分解有机大分子能力，一般也加入过氧化氢(未示出)，酸性废水与其中的铁反应，会生成亚铁离子，亚铁离子随着水体进入光催化芬顿池120中，再与过氧化氢形成芬顿试剂，相应进行的芬顿反应会生成羟基自由基，羟基自由基具有极强的氧化性能，能将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。由此可知，本实施例提供的系统在前面的微电解池110中，铁离子会反应为亚铁离子，这些亚铁离子随着相应的水体从微电解池110进入光催化芬顿池120。因此，在光催化芬顿池120中，可以减少亚铁离子的加入量，从而节省了亚铁离子的供应，节约了成本。

本实施例中，光催化芬顿池120底部还具有布水器150。

本实施例中，导气管165位于光催化芬顿池120的部分具有多个开孔(未标注)，所述开孔位于布水器150上方。

本实施例中，光催化发生器160包括阳极161、阴极162、灯管163和催化剂层164。其中，灯管163为UV(紫外)灯管。催化剂层164可以为锐钛TiO2。

本实施例中，亚铁离子供应设备170与光催化芬顿池120之间的所述导管上具有第一加药泵171。过氧化氢供应设备180与光催化芬顿池120之间的所述导管上具有第二加药泵181。第一加药泵171和第二加药泵181可以分别控制亚铁离子和过氧化氢的加入量。

本实施例的微电解池110中，具有铁碳混合填充物层113，因此，会进行铁碳微电解。铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，当将铁和碳浸入电解质溶液(高浓度废水本身为一种电解质溶液)中时，由于铁和碳之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场，阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物的发色基团硝基(-NO2)、亚硝基(-NO)还原成胺基(-NH2)，另胺基类有机物的可生化性也明显高于硝基类有机物。新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如：羧基-COOH；偶氮基-N＝N-)的双键打开，使发色基团破坏而除去色度，进而使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。此外，二价和三价铁离子是良好的絮凝剂，特别是新生的二价铁离子，具有更高的吸附-絮凝活性。调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。

本实施例的微电解池110中，铁离子会与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁，氢氧化亚铁与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。

本实施例的光催化芬顿池120中，所进行的反应包括芬顿反应。芬顿反应通常是以芬顿试剂进行化学氧化的废水处理方法。芬顿试剂是由过氧化氢和亚铁离子混合而成的一种氧化能力很强的氧化剂。其氧化机理主要是在酸性条件下(一般pH<3.5)，利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的羟基自由基，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。同时亚铁离子被氧化成铁离子产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除。芬顿氧化法可有效地处理含硝基苯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等有机物的废水以及用于废水的脱色和除恶臭。

而本实施例是在芬顿反应池的基础上，加入光催化氧化技术，成为一种光催化芬顿池120。通过光催化氧化产生的羟基自由基(即由光催化发生器160产生)，进一步加强处理过程中的氧化能力，提高高浓度废水处理效果，同时降低高浓度废水处理过程的加药成本。

本实施例在微电解池110后端配置光催化光芬顿反应池，提高了废水的可生化性，提高了去除重金属和色度的处理效率。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。