CN107381894A - 一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置 - Google Patents

一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107381894A
CN107381894A CN201710509888.5A CN201710509888A CN107381894A CN 107381894 A CN107381894 A CN 107381894A CN 201710509888 A CN201710509888 A CN 201710509888A CN 107381894 A CN107381894 A CN 107381894A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
waste water
electrochemical appliance
ozone
supersonic
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.)
Pending
Application number
CN201710509888.5A
Other languages
English (en)
Inventor
戎非
王稷
吴巍
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.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
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 Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201710509888.5A priority Critical patent/CN107381894A/zh
Publication of CN107381894A publication Critical patent/CN107381894A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其包括第一反应器和第二反应器，第一反应器内部为污水处理腔，在污水处理腔内设有电化学装置，第一反应器的底部设有超声发射头阵列，第一反应器的底部连通蠕动泵管道，蠕动泵管道上设有蠕动泵，蠕动泵管道连接至第二反应器上，第二反应器中设有臭氧发生装置。本发明的废水处理装置结合了超声、臭氧、电化学三种处理方法，超声的空化效应与臭氧协同，更易在气‑液表面发生氧化反应，加强对有害物的降解，稳定提高废水处理能力，缩短处理时间，节约成本。

Description

一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置。
背景技术
水体污染已引起全球范围内的广泛关注，我国的各种自然水资源水质恶化严重，污水处理势在必行。目前废水处理的方法很多，但问题也很突出：投资较大，效率低，运行费用高、操作不稳定等缺点。
当液体受到一定强度的超声波辐射后，溶液中会产生微小的空化气泡，寿命约为0.1μs，溶液中的空化气泡核在超声波作用下被激化，表现为空化气泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程，在这一过程中，声场能量被高度集中在极小的空化气泡内，并在空化气泡快速闭合的瞬间产生高压、高温、冲击波、微射流、高能量密度及微聚变等物理、化学效应)。这样的超声效果导致空化气泡气-液膜界而区不仅存在高浓度自由基，而且还存在超临界水，废水中污染物的降解途径也可以是自由基氧化或者超临界水氧化。利用超声的空化现象可在气-液膜界面区使废水污染物发生降解反应。
臭氧的氧化性强，对水体中的污染物有一定的去除能力，具有在处理过程中不会产生三卤甲烷等致突变、致癌物质的优势。
随着工业发展的突飞猛进，许多工业废水中出现越来越多的人工合成有机物，而且这些有机物往往是生物难以降解的，此时利用电化学催化氧化处理是一个较好的选择。用一定材料制成的纳米纤维膜具有机械强度好、稳定性好、比表面积大、吸附能力强等特点，其在修饰电极后能有效的提高电极的比表面积，吸附更多的物质，在废水降解领域中，即可吸附更多的有害物质在电极表面发生氧化反应。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置，该装置稳定提高废水处理能力，缩短处理时间，节约成本。
一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其包括第一反应器和第二反应器，所述第一反应器内部为污水处理腔，在所述污水处理腔内设有电化学装置，所述第一反应器的底部设有超声发射头阵列，所述第一反应器的底部连通蠕动泵管道，所述蠕动泵管道上设有蠕动泵，所述蠕动泵管道连接至所述第二反应器上，所述第二反应器中设有臭氧发生装置；
废水进入所述污水处理腔中，所述超声发射头阵列发射超声与所述电化学装置协同对污水进行初步处理，初步处理后的废水通过所述蠕动泵泵入至所述第二反应器中，所述臭氧发生装置对废水进行二次处理后，废水带有臭氧气泡返回至所述第一反应器中，废水在所述第一反应器中再次超声降解和电化学降解。
进一步包括，所述电化学装置的电极为纳米纤维修饰的掺硼金刚石电极。采用纳米纤维修饰的BDD电极，更能有效富集污水中的有害物质，提高降解效率。
进一步包括，所述纳米纤维为聚醚砜树脂制成的纳米纤维。电化学反应装置的掺硼金刚石电极的修饰材料采用了聚醚砜树脂制得的纳米纤维膜，纳米纤维膜具有机械强度好、稳定性好、比表面积大、吸附能力强等特点，修饰掺硼金刚电极后，能有效的提高电极的比表面积，吸附更多有害物质物质，电极表面更易发生氧化反应，促进废水中有害物质的降解。
进一步包括，所述臭氧发生装置的材料为聚氯乙烯。
进一步包括，还包括加热装置，所述加热装置设置在所述第一反应器中。
进一步包括，所述加热装置为带有温度传感器的加热棒。
进一步包括，还包括脉冲控制单元，所述脉冲控制单元设置在所述超声发射头阵列的一侧，所述脉冲控制单元控制所述超声发射头阵列的超声频率和时间。本发明采用智能脉冲单元控制超声发射阵列的工作时间和频率，根据不同对象自动调节，更加智能方便，循环处理设计也能够提高降解效率，减少降解成本，并且可以处理不同类型的废水。
进一步包括，所述第一反应器内侧设有液位控制装置。
进一步包括，所述第一反应器的上部设有废水入水口，所述废水入水口的下侧设有出水口，废水通过所述废水入水口进入所述第一反应器中，经过至少两级净化后的水从所述出水口排出所述第一反应器。
进一步包括，所述第一反应器上还设有第一循环口和第二循环口，所述第一循环口连接所述蠕动泵管道的一自由端，所述第二循环口连接所述蠕动泵管道的另一自由端，在所述第一反应器中进行初步处理后的废水由所述第一循环口输入至所述第二反应器中，在所述第二反应器中进行臭氧处理，然后经过所述第二循环口循环回到所述第一反应器中。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明的废水处理装置结合了超声、臭氧、电化学三种处理方法，超声的空化效应与臭氧协同，更易在气-液表面发生氧化反应，加强对有害物的降解，稳定提高废水处理能力，缩短处理时间，节约成本。
本发明的第二反应器是带有臭氧发生装置的粗口径管道，臭氧本身具有强化性，循环废水经过带有臭氧发生装置的管道再次流入反应器1内时，带有大量臭氧微小气泡，结合超声产生的空化效应，空化气泡内部存在高压高温的环境，在空化气泡内部发生反应，产生的具有强氧化能力的·OH、·H、HO2·等自由基以及H2O2。这些具有高氧化活性的自由基和强氧化剂可以将溶液中的高分子有机污染物氧化降解成简单的、环境友好的小分子脂肪酸类化合物，或是最终氧化生成二氧化碳和水。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中，1-第一反应器，2-第二反应器，3-电化学装置，4-超声发射头阵列，5-加热装置，6-蠕动泵管道，100-污水处理腔，101-废水入水口，102-出水口，103-第一循环口，104-第二循环口，105-液位控制装置，201-臭氧发生装置，301-电极，401-脉冲控制单元，601-蠕动泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本实施例中公开了一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其包括第一反应器1和第二反应器2，上述第一反应器1内部为污水处理腔100，在第一反应器1的上部设有废水入水口101，上述废水入水口101的下侧设有出水口102，废水通过上述废水入水口101进入上述第一反应器1中，在上述污水处理腔100中经过至少两级净化后的水从上述出水口102排出上述第一反应器1。
本实施例中的废水处理装置基于超声、臭氧和电化学处理，因此，在上述污水处理腔100内设有电化学装置3和加热装置5，在上述第一反应器1的底部设有超声发射头阵列4。上述第一反应器1的底部连通蠕动泵管道6，上述蠕动泵管道6上设有蠕动泵601，上述蠕动泵管道6连接至上述第二反应器2上，上述第二反应器2中设有臭氧发生装置201。
上述臭氧发生装置201的材料为聚氯乙烯。第二反应器2实际是带有臭氧发生装置201的粗口径管道，臭氧本身具有强化性，循环废水经过带有臭氧发生装置的管道再次流入反应器1内时，带有大量臭氧微小气泡，结合超声产生的空化效应，空化气泡内部存在高压高温的环境，在空化气泡内部发生反应，产生的具有强氧化能力的·OH、·H、HO2·等自由基以及H2O2。这些具有高氧化活性的自由基和强氧化剂可以将溶液中的高分子有机污染物氧化降解成简单的、环境友好的小分子脂肪酸类化合物，或是最终氧化生成二氧化碳和水。
具体的，上述电化学装置3的电极301为纳米纤维修饰的掺硼金刚石电极。采用纳米纤维修饰的BDD电极，更能有效富集污水中的有害物质，提高降解效率。
进一步地，上述纳米纤维为聚醚砜树脂制成的纳米纤维。电化学反应装置的掺硼金刚石电极的修饰材料采用了聚醚砜树脂制得的纳米纤维膜，纳米纤维膜具有机械强度好、稳定性好、比表面积大、吸附能力强等特点，修饰掺硼金刚电极后，能有效的提高电极的比表面积，吸附更多有害物质物质，电极表面更易发生氧化反应，促进废水中有害物质的降解。
加热装置5为带有温度传感器的加热棒，第一反应器1内部的温度由加热棒和温度传感器控制在20-25℃，废水进入上述污水处理腔中，上述超声发射头阵列发射超声与上述电化学装置协同对污水进行初步处理，初步处理后的废水通过上述蠕动泵泵入至上述第二反应器中，上述臭氧发生装置对废水进行二次处理后，废水带有臭氧气泡返回至上述第一反应器中，废水在上述第一反应器中再次超声降解和电化学降解。
上述第一反应器1上还设有第一循环口103和第二循环口104，上述第一循环口103连接蠕动泵管道6的一自由端，上述第二循环口104连接上述蠕动泵管道6的另一自由端，在上述第一反应器1中进行初步处理后的废水由上述第一循环口103输入至上述第二反应器2中，在上述第二反应器2中进行臭氧处理，然后经过上述第二循环口104循环回到上述第一反应器1中。
在本实施例中的超声发射头阵列4配合脉冲控制单元401使用，上述脉冲控制单元401设置在上述超声发射头阵列4的一侧，上述脉冲控制单元401控制上述超声发射头阵列4的超声频率和时间。采用智能脉冲单元控制超声发射阵列的工作时间和频率，根据不同对象自动调节，更加智能方便，循环处理设计也能够提高降解效率，减少降解成本，并且可以处理不同类型的废水。
在上述第一反应器1内侧设有液位控制装置105，通过上述液位控制装置105自动控制第一反应器1内部的废水量。
实施例1
废水经由废水入水口101进入第一反应器1内，第一反应器1体积为500L，第二反应器2带有大量的臭氧气泡的废水由第二循环口104循环进入第一反应器1内与新进入的废水进行混合，水流量为10t/d，脉冲控制单元401超声设置参数为1.00min，开通蠕动泵,601，10min开通超声发射头阵列4，以此为一个单元控制设置循环。
第二反应器2内体积为10L，臭氧发生装置201输入臭氧气体流量为1L/min。经过臭氧发生装置的废水再次经由第二循环口104进入第一反应器1中，依次循环进行废水处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：其包括第一反应器和第二反应器，所述第一反应器内部为污水处理腔，在所述污水处理腔内设有电化学装置，所述第一反应器的底部设有超声发射头阵列，所述第一反应器的底部连通蠕动泵管道，所述蠕动泵管道上设有蠕动泵，所述蠕动泵管道连接至所述第二反应器上，所述第二反应器中设有臭氧发生装置；
废水进入所述污水处理腔中，所述超声发射头阵列发射超声与所述电化学装置协同对污水进行初步处理，初步处理后的废水通过所述蠕动泵泵入至所述第二反应器中，所述臭氧发生装置对废水进行二次处理后，废水带有臭氧气泡返回至所述第一反应器中，废水在所述第一反应器中再次超声降解和电化学降解。
2.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述电化学装置的电极为纳米纤维修饰的掺硼金刚石电极。
3.根据权利要求2所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述纳米纤维为聚醚砜树脂制成的纳米纤维。
4.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述臭氧发生装置的材料为聚氯乙烯。
5.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：还包括加热装置，所述加热装置设置在所述第一反应器中。
6.根据权利要求5所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述加热装置为带有温度传感器的加热棒。
7.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：还包括脉冲控制单元，所述脉冲控制单元设置在所述超声发射头阵列的一侧，所述脉冲控制单元控制所述超声发射头阵列的超声频率和时间。
8.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述第一反应器内侧设有液位控制装置。
9.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述第一反应器的上部设有废水入水口，所述废水入水口的下侧设有出水口，废水通过所述废水入水口进入所述第一反应器中，经过至少两级净化后的水从所述出水口排出所述第一反应器。
10.根据权利要求1所述的超声协同臭氧处理废水的电化学装置，其特征在于：所述第一反应器上还设有第一循环口和第二循环口，所述第一循环口连接所述蠕动泵管道的一自由端，所述第二循环口连接所述蠕动泵管道的另一自由端，在所述第一反应器中进行初步处理后的废水由所述第一循环口输入至所述第二反应器中，在所述第二反应器中进行臭氧处理，然后经过所述第二循环口循环回到所述第一反应器中。
CN201710509888.5A 2017-06-28 2017-06-28 一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置 Pending CN107381894A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710509888.5A CN107381894A (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710509888.5A CN107381894A (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107381894A true CN107381894A (zh) 2017-11-24

Family

ID=60334373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710509888.5A Pending CN107381894A (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107381894A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109287466A (zh) * 2018-09-25 2019-02-01 泰安圣牛生物科技有限公司 一种浮动苗床脉动充氧装置
CN112794547A (zh) * 2021-01-18 2021-05-14 青岛宏仓科技有限公司 一种电催化超声氧化耦合水处理装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102863110A (zh) * 2012-10-23 2013-01-09 河海大学 一种一体化处理难降解有机废水的设备及方法
WO2014089310A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Ecosphere Technologies, Inc. Waste treatment process for coal gasification fly ash
CN104710062A (zh) * 2015-03-03 2015-06-17 中北大学 一种吹脱-臭氧/超声波氧化降解含高浓度硝基苯废水的装置及其处理方法
CN105417730A (zh) * 2015-12-30 2016-03-23 东南大学 一种超声协同微生物处理废水的装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102863110A (zh) * 2012-10-23 2013-01-09 河海大学 一种一体化处理难降解有机废水的设备及方法
WO2014089310A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Ecosphere Technologies, Inc. Waste treatment process for coal gasification fly ash
CN104710062A (zh) * 2015-03-03 2015-06-17 中北大学 一种吹脱-臭氧/超声波氧化降解含高浓度硝基苯废水的装置及其处理方法
CN105417730A (zh) * 2015-12-30 2016-03-23 东南大学 一种超声协同微生物处理废水的装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109287466A (zh) * 2018-09-25 2019-02-01 泰安圣牛生物科技有限公司 一种浮动苗床脉动充氧装置
CN109287466B (zh) * 2018-09-25 2020-12-25 泰安圣牛生物科技有限公司 一种浮动苗床脉动充氧装置
CN112794547A (zh) * 2021-01-18 2021-05-14 青岛宏仓科技有限公司 一种电催化超声氧化耦合水处理装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102139990A (zh) 垃圾渗透液超声波组合废水处理工艺及其处理系统
US20090250396A1 (en) Drainage water-treating method and drainage water-treating apparatus
CN205382044U (zh) 一种同时使用uv和h2o2的污水处理系统
CN104163544B (zh) 一种生态塘出水深度处理的方法和装置
CN104556502B (zh) 一种难降解废水的处理装置及其废水处理方法
CN104193074B (zh) 一种高浓度难降解有机废水的处理装置和处理方法
CN107381894A (zh) 一种超声协同臭氧处理废水的电化学装置
CN103910467A (zh) 一种水产养殖废水的处理方法
CN202705107U (zh) 高效射流臭氧混合反应器
CN102963947A (zh) 加压溶解型微泡发生器
CN206437986U (zh) 一种声、光、臭氧耦合处理有机废水的装置
CN107555727A (zh) 一种养殖场污水处理装置
CN205616717U (zh) 用于畜禽养殖废水快速消毒处理的装置
CN107857406A (zh) 一种紫外催化氧化联合超滤的一体式净水装置及其使用方法
CN104193084B (zh) 多阶段进水垂直流土壤渗滤系统的污水处理装置及方法
CN104150699B (zh) 一种四段上行土渗系统中水回用处理装置和处理方法
CN204079675U (zh) 循环处理含油废水的装置
CN102671558A (zh) 水气溶胶发生器
CN202030574U (zh) 一种臭氧微泡水处理系统
CN105884092A (zh) 一种强化铁碳微电解-臭氧氧化法降解硝基苯废水的方法及装置
CN106430408B (zh) 一种cg超声混响谐振场生活污水污渣处理器及用其处理生活污水污渣的方法和应用
CN105347468A (zh) 一种屠宰废水处理用的净化填料
CN104891706A (zh) 臭氧氧化污水处理设备
CN206720828U (zh) 一种次氯酸钠‑超声复合处理含氰废水系统
CN205953734U (zh) 油田注入水紫外线复合杀菌的处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171124

RJ01 Rejection of invention patent application after publication