CN105502590B - 一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置，它包括电解反应池、设置在所述电解反应池内的阴极转盘和阳极电极，所述的阴极转盘上固设有用于带动阴极转盘旋转的转轴，且该阴极转盘通过安装在转轴上的电刷连接电源的负极，所述电源的正极连接所述的阳极电极，所述的阴极转盘为由导电材料制成的网状转盘，所述网状转盘的两侧盘面上固定有活性炭纤维。此装置实现了原位产生H2O2和减少了Fe2+的投加量，避免了原料试剂在存储和运输过程中产生的危险；不用添加H2O2，药品投加量少成本低；本装置利用自身电极机械搅拌曝气，无需人为通入空气，具有处理设备简单，处理周期短，能耗低等优点。

Description

一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置
技术领域
本发明属于污染水体净化技术领域，具体涉及到一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置。
背景技术
高级氧化工艺又称深度氧化技术，具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点。在众多高级氧化工艺中Fenton高级氧化技术因为其相对成熟、简单、不需要特殊的装置即可实现，Fenton技术是由Fe2+离子和H2O2组成，Fe2+离子和H2O2在水相中发生一系列链反应生成·OH，最终氧化降解有机物。Fenton技术的活性中间产物羟基自由基具有非常高的氧化活性，其氧化还原电位可达2.8V，能够快速氧化降解多种有机物质，所以Fenton应用于难降解有机污水的预处理和二级处理出水的深度处理。
虽然传统Fenton技术具有反应速度快，二次污染小，装置简单投资少等优点，但是时也具有投加药量大，有机物矿化率低，利用率不高等问题，而且由于投加Fe2+后会提高处理后废水的色度，且系统升高后还会产生大量的铁污泥，铁污泥的处理增加了工艺的总体运行成本。阴极电Fenton技术能很好的解决这种问题，通过阴极电极曝气或机械搅拌，使O2在阴极发生反应生成H2O2，另外生成的Fe3+离子在阴极处被还原为Fe2+，实现了原位产生H2O2和减少了Fe2+的投加量，避免了原料试剂在存储和运输过程中产生的危险；处理设备简单，处理周期短。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术提出的技术问题，提供一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置。本装置相对于传统Fenton技术不用添加H2O2，药品投加量少，成本低；与同类装置相比具有处理效果好，装置稳定，能耗低等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置，它包括电解反应池、设置在所述电解反应池内的阴极转盘和阳极电极，所述的阴极转盘上固设有用于带动阴极转盘旋转的转轴，且该阴极转盘通过安装在转轴上的电刷连接电源的负极，所述电源的正极连接所述的阳极电极，所述的阴极转盘为由导电材料制成的网状转盘，所述网状转盘的两侧盘面上固定有活性炭纤维(ACF)。
所述的阴极转盘部分设置在电解反应池内，所述电解反应池的内壁为半圆形弧面，所述半圆形弧面的形状与阴极转盘的形状相配合。
所述的阴极转盘为一个或并列设置的多个。
所述活性炭纤维为无定型碳纤维毛毡材料。
所述的阳极电极为DSA阳极电极，即钛基氧化铱涂层电极。
所述的转轴通过联轴器连接直流电机，由直流电机带动转轴转动，进而由转轴带动阴极转盘旋转。所述直流电机转速可调。
所述电解反应池的两端分别设有进水口和出水口。
所述的导电材料为钢材。所述的电源为直流电源，所述直流电源的电压、电流、频率可调节。所述的电刷为直流电刷，电刷与阴极电极接触良好，放电持续稳定。
使用时，通过进水口向电解反应池内注入污水，阴极转盘与转轴固定并部分浸没在反应液中，通过转轴的转动搅拌达到混合反应液和溶解氧的目的；阳极电极固定住反应池的另一端，电刷和阳极电极分别与直流电源的阴极和阳极相连。阴极转盘40％～50％的面积浸没在污水水面以下。
本发明的有益效果：
本发明设计的装置采用的转盘式结构省略了传统电Fenton技术的人为通入空气或投加H2O2，这样既方便了操作，又节约了成本投入，同时污水在转盘的作用下会发生湍流，使污水得以充分混合反应，最终有效地对污水中的污染物进行去除。该装置也可以用于多个领域中，效果也非常显著。
附图说明
图1为本发明装置正视图。
图2为转盘式活性炭纤维阴极结构图。
其中，1—电解反应池，2—直流电机，3—联轴器，4—电刷，5—阴极转盘，6—电源，7—阳极电极，8—进水口，9—活性炭纤维，10—转轴，11—出水口。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置，它包括电解反应池1、设置在所述电解反应池1内的阴极转盘5和阳极电极7，所述的阴极转盘5上固设有用于带动阴极转盘5旋转的转轴10，且该阴极转盘5通过安装在转轴10上的电刷4连接电源6的负极，所述电源6的正极连接所述的阳极电极7，所述的阴极转盘5为由导电材料制成的网状转盘，所述网状转盘的两侧网状盘面上固定有活性炭纤维9，并与网状盘面接触良好，所述活性炭纤维9为无定型碳纤维毛毡材料。所述电解反应池1的两端分别设有进水口8和出水口11。
使用时，通过进水口8向电解反应池1内注入污水，所述阴极转盘540％～50％的面积浸没在污水水面以下，所述的转轴10距水面2～4cm。所述的阳极电极7设置在所述电解反应池1内的另一端，并浸没在液面以下与阴极转盘5相对应，处理完毕后从出水口11流出。
所述的阴极转盘5部分设置在电解反应池1内，所述电解反应池1的内壁为半圆形弧面，所述半圆形弧面的形状与阴极转盘5的形状相配合。
所述的阴极转盘5为一个或并列设置的多个。
所述的阳极电极7为钛基氧化铱涂层电极，具有较高的析氧过电位。
所述的转轴10通过联轴器3连接直流电机2，由直流电机2带动转轴10转动，进而由转轴10带动阴极转盘5旋转。所述直流电机2转速可调，一般设置为50r/min。
所述的导电材料为钢材。所述的电源6为直流电源，所述直流电源的电压、电流、频率可调节。所述的电刷4为直流电刷，电刷4与阴极电极接触良好，放电持续稳定。
采用本发明的装置处理污染水体的过程如下：预处理的污染水体首先由进水口8注入到电解反应池1中，阴极转盘5在直流电机2和转轴10的传动作用下发生旋转，在转动过程中，污水将会被带出水面，并使得污水水体充分混合；在这种搅拌状况下，空气中氧气与水体传质作用加快，并且由于ACF本身具有较大的表面积和微孔结构，在表面张力和惯性力的作用下，水面以上的阴极转盘5表面形成的一层水膜，有利于空气中氧气向阴极扩散传质，氧气向阴极表面扩散速度极快，使得阴极转盘5在水体中始终处于富氧状态。这样在电源6工作状态下，通过电刷4，阴极转盘5得到持续电流，继而使氧气在阴极表面发生还原反应，生成H2O2，生成的H2O2与水体中添加的Fe2+发生Fenton反应生成·OH，·OH的高氧化电位能高效的降解水体中的污染物，同时，阴极转盘5和阳性电极7在直流电的作用下还发生电解反应也对水体污染物进行降解。

Claims (3)

1.一种转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置，其特征在于它包括电解反应池（1）、设置在所述电解反应池（1）内的阴极转盘（5）和阳极电极（7），所述的阴极转盘（5）上固设有用于带动阴极转盘（5）旋转的转轴（10），且该阴极转盘（5）通过安装在转轴（10）上的电刷（4）连接电源（6）的负极，所述电源（6）的正极连接所述的阳极电极（7），所述的阴极转盘（5）为由导电材料制成的网状转盘，所述网状转盘的两侧盘面上固定有活性炭纤维（9）；所述的阴极转盘（5）部分设置在电解反应池（1）内，所述电解反应池（1）的内壁为半圆形弧面；
所述活性炭纤维（9）为无定型碳纤维毛毡材料；所述的阳极电极（7）为钛基氧化铱涂层电极。
2.根据权利要求1所述的转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置，其特征在于所述的阴极转盘（5）为一个或并列设置的多个。
3.根据权利要求1所述的转盘式活性炭纤维阴极电Fenton污水处理装置，其特征在于所述的转轴（10）通过联轴器（3）连接直流电机（2），由直流电机（2）带动转轴（10）转动，进而由转轴（10）带动阴极转盘（5）旋转。
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