一种新型电芬顿反应器的制作方法

本发明涉及一种废水处理设备，尤其是一种新型电芬顿反应器。

背景技术：

芬顿反应是一种常规的高级氧化方式，即亚铁离子（fe²⁺）和双氧水（h2o2）在酸性条件下生成具有强氧化性的羟基自由基（·oh），·oh氧化电位高达2.8v，具有强氧化分解作用，因而被广泛应用于含难降解有机污染物的废水处理中。但传统芬顿法在实际应用时存在药剂消耗量大，反应效率低，产泥量大等缺陷。

电芬顿法在芬顿氧化的基础上发展而来，即在酸性溶液中，电极上通以直流电，利用电化学法持续产生芬顿试剂（fe²⁺和h2o2）。两者产生后反应生成具有高活性的·oh，使有机物污染物得到降解。根据fe²⁺和h2o2产生方式的不同，可大致分为ef-fere法、ef-feox法、ef-h2o2-fere法和ef-h2o2-feox法。综合考虑成本、工程化难易程度等因素，ef-fere法在电芬顿反应器中的应用较为普遍。ef-fere法，即fe²⁺和h2o2都由外部加入，少量fe²⁺一旦加入后即可在阴极得以连续再生（阴极：），克服了传统fenton法中fe²⁺无法再生、药剂投加量大、处理系统中会淤积大量含铁污泥的缺陷。

然而，目前的电芬顿污水处理反应器中的电极多采用阴、阳电极板交替间隔设置，不利于废水的均匀混合，有效的处理区域集中在阴极附近，易造成浓差极化，对电极损耗较大，且处理效率有限。为了装置内部布水均匀，多数电芬顿反应器设有曝气装置，然而，若曝气量小达不到均匀混合加强传质的目的，若曝气量大将影响阴极fe²⁺的生成速率。

因此，针对电芬顿法处理废水，通过优化反应器结构，避免浓差极化，提高亚铁和氧气的传质是强化处理效果的关键。

技术实现要素：

为克服现有电芬顿反应器中，易出现浓差极化、物料传质效果差、反应效率低的缺陷，本发明提供一种新型电芬顿反应器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型电芬顿反应器，包括反应器主体，直流电源和进出水系统。反应器主体包括壳体，电机，阳极柱，承托板和搅拌桨。壳体作为阴极，通过壳体表面的阴极接线柱直接与直流电源的负极极相连。阴极壳体下部设有进水口，上部设有出水口。阳极柱位于电芬顿反应器主体的中心，阳极柱上端通过绝缘连接器与电机下方的转轴固定连接，中部安装轴承，下端装配搅拌桨。轴承内圈上固定有阳极接线柱，阳极接线柱与直流电源的正极相连，轴承置于反应器的承托板上。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的进水口前端接有管道混合器，进水管的来水与加药管送来的双氧水经管道混合器混合后，由进水口进入反应器。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的阴极壳体优选圆筒状。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的阴极壳体优选石墨碳、纤维、不锈钢或者碳钢材质。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的阳极柱优选石墨或者钛材质。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明在传统fenton的基础上，外加电场，反应体系中的fe²⁺可在阴极得以连续再生，克服了传统fenton法中fe²⁺无法再生、药剂投加量大、处理系统中会淤积大量含铁污泥的缺陷；

（2）本发明公开的新型电芬顿反应器改变了常规电芬顿反应器阴、阳电极板交替间隔设置的方式，创造性地以圆筒状壳体作为阴极，采用机械搅拌的形式进行混合，有效避免浓差极化、强化物料传质效果、大大提高了反应效率。

附图说明

图1为电芬顿反应器。

图2为电芬顿反应器主体俯视图。

图3为电芬顿反应器主体aa剖面图。

图中1.电机，2.阴极壳体，3.承托板，4.阴极接线柱，5.进水口，6.出水口，7.转轴，8.绝缘连接器，9.阳极接线柱，10.轴承，11.阳极柱，12.搅拌桨，13.直流电源，14.进水管，15.加药管，16.管道混合器，17.出水管。

具体实施方式

如图1所示，一种新型电芬顿反应器，包括反应器主体，直流电源和进出水系统。反应器主体包括壳体2，电机1，阳极柱11，承托板3和搅拌桨12。壳体2作为阴极，通过壳体2表面的阴极接线柱4直接与直流电源13的负极相连。阴极壳体2下部设有进水口5，上部设有出水口6。阳极柱11位于电芬顿反应器主体的中心，阳极柱11上端通过绝缘连接器8与电机1下方的转轴7固定连接，中部安装轴承10，下端装配搅拌桨12。轴承10内圈上固定有阳极接线柱9，阳极接线柱9与直流电源13的正极相连，轴承10置于反应器的承托板3上。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的进水口5前端接有管道混合器16，进水管14的来水与加药管15送来的双氧水，经管道混合器16混合后，由进水口5进入反应器。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的优选圆筒状。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的阴极壳体2优选石墨碳、纤维、不锈钢或者碳钢材质。

上述的一种新型电芬顿反应器，所述的阳极柱11优选石墨或者钛材质。

一种新型电芬顿反应器运行时，废水通过进水管14进入管道混合器16，双氧水通过加药管15进入管道混合器16，废水和双氧水在管道混合器16内充分混合，有利于后续的电芬顿反应。与双氧水充分混合的废水由进水口5自下而上进入电芬顿反应器主体。反应器壳体2作为阴极直接与直流电源13的负极相连。为了防止阳极柱11旋转时电线缠绕，阳极柱11与轴承10内圈固定连接，轴承内圈上带有阳极接线柱9，阳极接线柱9与直流电源13的正极相连。通电后，反应体系中的fe³⁺在阴极转化成fe²⁺，fe²⁺与废水中的h2o2反应生成具有高活性的·oh，同时fe²⁺又变回fe³⁺，进而fe²⁺在阴极循环再生，外加电场的存在，加快了fe³⁺转化成fe²⁺的速率，大大减少fe²⁺的投加量，减少污泥量。强氧化性的·oh氧化分解废水中的有机污染物，废水得到净化。由于阳极柱11导电，因此，阳极柱11上端通过绝缘连接器8与电机1相连。另外，阳极柱11下端设有搅拌桨12。在电机1的驱动下，阳极柱11下端的搅拌桨12机械搅拌，强化了反应体系中的传质，有效避免了电极表面浓差极化的现象。经芬顿试剂的处理后的废水由反应器上方的出水口排出。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。