CN105253964A - 一种铁曝气-光催化有机废水降解装置 - Google Patents

一种铁曝气-光催化有机废水降解装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105253964A
CN105253964A CN201510828181.1A CN201510828181A CN105253964A CN 105253964 A CN105253964 A CN 105253964A CN 201510828181 A CN201510828181 A CN 201510828181A CN 105253964 A CN105253964 A CN 105253964A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tank body
iron
organic wastewater
photochemical catalysis
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510828181.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105253964B (zh
Inventor
陈爱辉
丁成
杨百忍
陈天明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Qingyuan (Beijing) Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Yangcheng Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangcheng Institute of Technology filed Critical Yangcheng Institute of Technology
Priority to CN201510828181.1A priority Critical patent/CN105253964B/zh
Publication of CN105253964A publication Critical patent/CN105253964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105253964B publication Critical patent/CN105253964B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体和对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体，内罐体中设有阴电极、环绕内罐体内壁的阳电极、填加在阴电极和阳电极之间的铁炭填料以及与铁炭填料接触的多个微孔曝气头，阴电极和阳电极分别与电源连接；外罐体中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层的石英套筒，石英套筒内部设置紫外灯。本发明将铁曝气技术与光催化降解技术相结合，通过电化学与光化学催化降解的协同、耦合作用，先由曝气系统对高浓度废水进行破络，降低废水的色度及COD含量，提高废水的透光性，然后经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物。

Description

一种铁曝气-光催化有机废水降解装置
技术领域
本发明涉及一种有机废水处理装置，具体涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，属于废水处理领域。
背景技术
工业有机废水污染物浓度大，色度高，含有一些有毒化合物，可生化性差，直接使用生物法处理难度很大。
光催化降解处理技术，作为一种有效的针对有机污染物废水的无害化处理技术，近年来颇受关注。该技术能耗低，能有效地破坏许多结构稳定、微生物难以降解的有机污染物，但也存在反应低效率等问题。由于光催化氧化反应是基于废水体系对光能量的吸收，被处理体系必须具有良好的透光性，而高浓度工业有机废水具有杂质多、池度高、色度高和透光性差的特点，反应比较难以进行。因此，在废水处理中难以单独应用，需要与其它方法联用或用作废水的深度处理。
铁曝气技术是基于电化学氧化还原、床层过滤等综合作用。电极反应具有高的化学活性，新生态的氢能与废水中的许多组分发生氧化还原作用，破坏废水中的发色或助色基团；大分子物质分解为小分子的中间体，使某些难生化降解物质转变为易生化处理物质，提高废水的可生化性。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种能够有效降解高浓度工业废水的铁曝气-光催化有机废水降解装置。
技术方案：本发明涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体；内罐体中设有阴电极、环绕内罐体内壁的阳电极、填加在阴电极和阳电极之间的铁炭填料以及与铁炭填料接触的多个微孔曝气头，阴电极和阳电极分别与电源连接；外罐体中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层的石英套筒，石英套筒内部设置紫外灯。
本发明通过将铁曝气与光催化相结合的技术，利用电化学与光化学催化降解的协同作用处理废水，先由内罐体中的铁曝气区域对废水进行微电解反应，降低废水的色度和COD含量，提高废水的透光性，然后经过光催化氧化处理，有效强化污水处理效果，提高废水的可生化性。
具体的，阳电极为不锈钢阳电极，阴电极为石墨阴电极。
优选的，铁炭填料形成的填料层的高度低于阴电极和阳电极的高度。此时，可以充分的在铁炭原子间形成微电极。
较优的，内罐体的罐壁上设有与外罐体连通的出水口，出水口的高度高于铁炭填料形成的填料层的高度。以防止铁炭填料自出水口流失、进入后续光催化区域，影响光催化反应时光的通透性。
进一步的，内罐体外壁与外罐体内壁之间的距离为10～30cm。此时，光的穿透能力较强，有利于光催化降解反应的进行。
更进一步的，内罐体外壁与外罐体内壁之间的距离为15～25cm。此时，光的穿透能力最强。
优选的，石英套筒的直径为4～15cm。直径过大会影响紫外光在水相中的透射距离，影响光催化降解反应。
较优的，外罐体中设有两个以上的石英套筒，相邻两个石英套筒之间的距离为10～30cm。紫外光有一定的透射距离，相邻两个石英套筒距离过大，会影响整个系统中紫外光的分布，进而影响光催化效果。
具体的，上述铁炭填料为铁炭颗粒或规整铁炭填料。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点在于：
(1)本发明将铁曝气技术与光催化降解技术相结合对高浓度废水进行处理，先由曝气系统进行破络，曝气系统采用铁炭填料，通过FeC微电解过程中产生的还原性氢，对废水中的有机物进行破络，降低废水的色度及COD的含量，提高废水的透光性，有效强化光子传递效率，然后经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物；通过电化学与光化学催化降解这两种降解方式的协同、耦合作用，强化了污水处理效果，一揽子解决了现有技术中高浓度有机废水处理存在的问题；
(2)本发明采用的双层罐体结构，能够有效强化氧气传质；同时废水经微电解处理后即进入光催化反应区域，通过连续流的处理方式，不需要大的调节池，相较于间歇式的处理方式，工艺控制简单易行；
(3)本发明采用一体化的铁曝气-光催化有机废水降解装置进行废水处理，相较于现有的一些简单组合串联的设备，本发明的装置体积小，占用空间少；而且，结构简单，制造方便，可根据需要制成不同大小的装置，工业实用性强。
附图说明
图1为本发明的铁曝气-光催化有机废水降解装置的结构示意图；
图2为本发明的铁曝气-光催化有机废水降解装置的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1和2所示，本发明的一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置的内罐体5和外罐体6，内罐体5与外罐体6相连通。内、外罐体可呈长方体形、圆柱体形、多棱柱体形或其他多面体形，内、外罐体可由有机玻璃、不锈钢、玻璃钢等材料制成，优选有机玻璃和不锈钢。
内罐体5中设有铁曝气区域，对废水进行微电解处理。铁曝气区域由阴电极4、阳电极3、铁炭填料7及微孔曝气头8构成，其中，阳电极3沿着内罐体5的内壁环绕设置，阴电极4设置在内罐体5罐腔中任意位置，如可将阴电极4设置在罐腔中间；在阴电极4和阳电极3之间填加铁炭填料7，如铁炭颗粒、规整铁炭填料；铁炭填料7形成的填料层的高度略低于阴电极4和阳电极3的高度，以使铁炭原子间充分地形成微电极；微孔曝气头8与铁炭填料7接触，使铁炭填料7进行铁曝气反应。可采用石墨和不锈钢分别作为铁曝气区域的阴电极4和阳电极3，高电位的炭，成为阴极，低电位的铁，成为阳极。
阴电极4、阳电极3分别与电源连接，通电后，两者之间构成无数的微型回路；微孔曝气头8与铁炭填料7接触，铁炭填料7在微型回路中进行铁曝气反应，产生一定量的新生态氢，新生态氢具有很强的还原性，破坏废水中络合而成的大分子发色或助色基团，使大分子物质分解为小分子的中间体，并将某些难生化降解物质转变为易生化降解物质，进而降低废水的色度及COD含量，强化光子传递效率，提高废水的透光性。
内罐体5与外罐体6相连通，可在内罐体5罐壁上设置出水口，使内罐体5与外罐体6连通，该出水口的高度高于铁炭填料7形成的填料层的高度，防止铁炭填料7流失进入后续光催化区域，影响光催化反应时光的通透性。内罐体5外壁与外罐体6内壁之间的距离不限，可为10～30cm之间，此时，光的穿透能力较强，有利于光催化降解反应的进行；当内罐体5外壁与外罐体6内壁之间的距离为15～25cm时，光的穿透能力最强。
外罐体6中设有石英套筒1，石英套筒1外壁涂有TiO2涂层2，石英套筒1内部设置紫外灯，形成光催化区域。石英套筒1的上端可设有密封螺母；石英套筒1的直径不大于内罐体5外壁与外罐体6内壁之间的距离，可为4～15cm之间，最好是6～10cm，直径过大会影响紫外光在水相中的透射距离，影响光催化降解反应。石英套筒1的数量可为一个或多个，其在外罐体中任意排设，当石英套筒1的数量为两个以上时，相邻两个石英套筒1之间的距离可为10～30cm，最好是10～20cm，由于紫外光有一定的透射距离，两石英套筒距离过大，会影响整个系统中紫外光的分布，进而影响光催化效果。废水经内罐体5的铁曝气区域微电解处理后，透光性较高，进入外罐体6的光催化区域中进行再次降解。
如图1所示，在内罐体5底部设置废水进口9，在外罐体6底部设置废水出口10，将石墨阴电极和不锈钢阳电极用带有套管密封螺母的连接线与外部直流电源连接，并在内罐体5底部设置多个微孔曝气头8，废水经由废水进口9进入内罐体5中，先由铁曝气区域进行微电解处理，对废水中的有机物有效地进行破络，降低废水的色度及COD含量；经微电解处理后的废水通过内罐体5罐壁的出水口进入外罐体6中，在光催化区域经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物，经光催化处理后的废水从废水出口10排出。
可在内罐体5、外罐体6底部开设排污口，用于清除反应后沉淀的有机物或者反应后的铁炭填料7，还可在排污口位置装设排污阀门，有效控制排污时间，排污量等。铁炭填料7完成微电解反应后，失效的铁炭填料7可由排污口排出；可在内罐体5顶部设置填料加入口，不断补充铁炭填料7，维持铁曝气-光催化有机废水降解装置的持续使用。另外，还可在铁曝气-光催化有机废水降解装置的底部开设检修口。
实施例1
处理对象：PCB酸性EDTA络合铜废水
调节PCB酸性EDTA络合铜废水的pH至2～3后，使其通过废水进口9进入内罐体5中，打开紫外灯和电源，控制废水在铁曝气-光催化有机废水降解装置中的停留时间在20～30min之间，控制曝气量，使废水中DO含量在0.4mg/L左右。处理后的废水自废水出口10流出，加重金属捕集剂四代联氨基甲酸DTC(TBA)反应后，投加硫酸亚铁和PAM进行絮凝沉淀，铜的去除率达到98.9％，COD去除率达85.9％。
对比例1
调节PCB酸性EDTA络合铜废水的pH至2～3后，将其直接进行光催化降解处理。处理后的废水加重金属捕集剂四代联氨基甲酸DTC(TBA)反应后，投加硫酸亚铁和PAM进行絮凝沉淀，铜的去除率达到72.4％，COD去除率达57.5％。
对比例2
调节PCB酸性EDTA络合铜废水的pH至2～3后，直接加重金属捕集剂DTC(TBA)反应后，投加硫酸亚铁和PAM进行絮凝沉淀，铜的去除率为50.4％，COD去除率为20.7％。
实施例1与对比例1～2表明，本发明的铁曝气-光催化有机废水降解装置能够破坏废水中络合而成的大分子发色或助色基团，对废水的降解效果显著，并能大幅度降低废水中COD的含量；且与直接进行光催化降解处理相比，降解效果更佳，COD的去除率也得到明显提升。
实施例2
处理对象：活性艳红印染废水
调节活性艳红印染废水的pH至2～3后使其通过废水进口9进入内罐体5中，打开紫外灯和电源，控制废水在铁曝气-光催化有机废水降解装置中的停留时间在20～30min之间，控制曝气量，使废水中DO在0.4mg/L左右。处理后的废水，脱色率达95.4％，COD去除率达85.4％。
实施例2表明，本发明的铁曝气-光催化有机废水降解装置能够显著降低废水的色度。

Claims (9)

1.一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体(5)和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体(6)；所述内罐体(5)中设有阴电极(4)、环绕内罐体(5)内壁的阳电极(3)、填加在阴电极(4)和阳电极(3)之间的铁炭填料(7)以及与铁炭填料(7)接触的多个微孔曝气头(8)，所述阴电极(4)和阳电极(3)分别与电源连接；所述外罐体(6)中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层(2)的石英套筒(1)，所述石英套筒(1)内部设置紫外灯。
2.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述阳电极(3)为不锈钢阳电极，所述阴电极(4)为石墨阴电极。
3.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述铁炭填料(7)形成的填料层的高度低于所述阴电极(4)和所述阳电极(3)的高度。
4.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述内罐体(5)的罐壁上设有与外罐体(6)连通的出水口，所述出水口的高度高于铁炭填料(7)形成的填料层的高度。
5.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述内罐体(5)外壁与外罐体(6)内壁之间的距离为10～30cm。
6.根据权利要求5所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述内罐体(5)外壁与外罐体(6)内壁之间的距离为15～25cm。
7.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述石英套筒(1)的直径为4～15cm。
8.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述外罐体(6)中设有两个以上的石英套筒(1)，相邻两个石英套筒(1)之间的距离为10～30cm。
9.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述铁炭填料(7)为铁炭颗粒或规整铁炭填料。
CN201510828181.1A 2015-11-25 2015-11-25 一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置 Active CN105253964B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510828181.1A CN105253964B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510828181.1A CN105253964B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105253964A true CN105253964A (zh) 2016-01-20
CN105253964B CN105253964B (zh) 2017-08-15

Family

ID=55093968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510828181.1A Active CN105253964B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105253964B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106745482A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 南昌大学 一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器
CN107010714A (zh) * 2017-05-22 2017-08-04 东北大学 生物电催化与光催化接触氧化耦合的废水处理系统及方法
CN107215929A (zh) * 2017-08-07 2017-09-29 深圳盖雅环境科技有限公司 一种电絮凝单元、电絮凝装置及重金属废水处理系统
CN108275810A (zh) * 2017-01-05 2018-07-13 中国石油天然气集团公司 含聚磺泥浆的钻井污水深度氧化处理方法及其应用
CN110015723A (zh) * 2019-05-08 2019-07-16 山西大学 一种催化废水处理反应装置
CN115738637A (zh) * 2022-12-20 2023-03-07 昆明理工大学 一种三维粒子电极系统净化堆肥恶臭气体的技术方法及其装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2521210Y (zh) * 2002-01-21 2002-11-20 中山大学 三相三维电极光催化反应器
JP2002355672A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Sanyo Electric Co Ltd 水処理方法及び水処理装置
CN103420452A (zh) * 2013-07-08 2013-12-04 南通大学 复极性固定床三维电极光电催化反应器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355672A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Sanyo Electric Co Ltd 水処理方法及び水処理装置
CN2521210Y (zh) * 2002-01-21 2002-11-20 中山大学 三相三维电极光催化反应器
CN103420452A (zh) * 2013-07-08 2013-12-04 南通大学 复极性固定床三维电极光电催化反应器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106745482A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 南昌大学 一种用于垃圾渗滤液深度处理的光化学氧化反应器
CN108275810A (zh) * 2017-01-05 2018-07-13 中国石油天然气集团公司 含聚磺泥浆的钻井污水深度氧化处理方法及其应用
CN107010714A (zh) * 2017-05-22 2017-08-04 东北大学 生物电催化与光催化接触氧化耦合的废水处理系统及方法
CN107215929A (zh) * 2017-08-07 2017-09-29 深圳盖雅环境科技有限公司 一种电絮凝单元、电絮凝装置及重金属废水处理系统
CN110015723A (zh) * 2019-05-08 2019-07-16 山西大学 一种催化废水处理反应装置
CN110015723B (zh) * 2019-05-08 2021-09-28 山西大学 一种催化废水处理反应装置
CN115738637A (zh) * 2022-12-20 2023-03-07 昆明理工大学 一种三维粒子电极系统净化堆肥恶臭气体的技术方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105253964B (zh) 2017-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105253964A (zh) 一种铁曝气-光催化有机废水降解装置
WO2020048191A1 (zh) 一种等离子体脱氮装置及其使用方法
Li et al. Effect of low frequency ultrasonic irradiation on the sonoelectro-Fenton degradation of cationic red X-GRL
CN101492200A (zh) 臭氧光电催化氧化有机废水的方法
CN103613254B (zh) 精细化工园区污水处理厂难降解有机废水的深度处理方法
CN103086480B (zh) 阳极滤床和阴极滤床联合处理有机污水的装置和方法
CN106277637B (zh) 一种处理黑臭地表水的方法和系统
CN101798130A (zh) 基于电芬顿反应的废水处理方法
CN101863548A (zh) 一种去除水中有机物的装置及方法
CN104710063A (zh) 高盐含聚废水的光电催化/芬顿耦合处理系统及处理方法
CN108545812A (zh) 基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置
CN202594824U (zh) 一种用于微污染水处理的紫外联合臭氧高级氧化反应器
CN106219832A (zh) 一种双催化氧化工艺处理废水的装置及方法
CN111233224A (zh) 一种同时去除海产养殖废水中氮磷、抗生素和杀菌的处理方法
CN201148361Y (zh) 高效纳米杀菌装置
CN104817139B (zh) 上流式电芬顿固定床反应装置
CN114314768A (zh) 一种封闭式双极电芬顿反应器处理高盐难降解废水的方法
CN207062059U (zh) 一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置
CN204342609U (zh) 一种难降解有机工业废水处理系统
CN108502987B (zh) 一种制药中间废水的快速净化方法
CN210635861U (zh) 可多程氧化及多级分解的实验室废水处理设备
CN212425737U (zh) 电解耦合氧化废水处理装置
CN205420030U (zh) 一种紫外催化氧化设备
CN212425738U (zh) 废水多重内循环可控电解耦合氧化处理装置
CN209292133U (zh) 一种用于有机化学实验室废水处理的组合装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190312

Address after: 100089 No. C8017, 8th Floor, Block C, Kangjianbaosheng Square, No. 8 Heiquan Road, Haidian District, Beijing

Patentee after: Central Qingyuan (Beijing) Technology Co., Ltd.

Address before: No. 9 Yingbin Road, Yancheng City, Jiangsu Province

Patentee before: Yangcheng Institute of Technology