CN109319919A - 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理装置 - Google Patents
一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109319919A CN109319919A CN201811354600.2A CN201811354600A CN109319919A CN 109319919 A CN109319919 A CN 109319919A CN 201811354600 A CN201811354600 A CN 201811354600A CN 109319919 A CN109319919 A CN 109319919A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ozone
- catalyst
- cathode
- water
- waste water
- 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
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- 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
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/026—Fenton's reagent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
本发明公开一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,包括如下部件:臭氧/电化学反应器(5),其包括外壳(51),外壳(51)上设有进水口(53)、进气口(54)、出水口(55)和出气口(56),外壳(51)内容纳有阳极(59)、U型中空微孔阴极(52)、催化剂第一挡网(58)和催化剂第二挡网(57),阳极(59)、U型中空微孔阴极(52)、催化剂第一挡网(58)和催化剂第二挡网(57)共同限定出催化剂容纳腔,并容纳有催化剂颗粒(512),中空微孔阴极(52)与进气口(54)气流导通连接;臭氧发生器(4)与进气口(54)气流导通连接。本发明在阴极通入臭氧/氧气混合气体,大大降低阴极结垢的问题。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域,具体涉及一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置。
背景技术
高级氧化技术因氧化能力强、污染物去除率高、工艺运行稳定,成为处理难降解废水的主要手段。其中臭氧催化氧化技术作为一种高效、实用、无二次污染的高级氧化技术在处理难降解废水方面已经工程化应用。
随着排放标准的提高,单独的臭氧催化氧化技术已经遇到了瓶颈,很多废水经过臭氧催化氧化处理后,化学需氧量(COD)仍然无法达到排放标准。因此,人们开展了该项技术与双氧水、光、超声、微波等方法联用,例如O3/H2O2、UV/O3、超声催化臭氧氧化、微波催化臭氧氧化等复合催化氧化技术。然而,臭氧与电化学技术组合研究较少,电化学技术本身就是一种清洁的高级氧化技术,然而,常规的电化学技术只利用阳极氧化降解污染物,阴极一般发生析氢反应。此外,通常臭氧发生器产生臭氧的含量不超过10%,剩余约90%的高纯度氧气直接排放到大气中,非常可惜。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点和不足,本发明提供了一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,其有效解决了阴极只能发生析氢反应、臭氧发生器中高纯度氧气利用率低的问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,包括如下部件:
臭氧发生器4;
臭氧/电化学反应器5,其包括外壳51,外壳51上设有进水口53、进气口54、出水口55和出气口56,外壳51内容纳有阳极59、U型中空微孔阴极52、催化剂第一挡网58和催化剂第二挡网57,阳极59、U型中空微孔阴极52、催化剂第一挡网58和催化剂第二挡网57共同限定出催化剂容纳腔,并容纳有催化剂颗粒512,中空微孔阴极52与进气口54气流导通连接;
臭氧发生器4与进气口54气流导通连接。
上述臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,中空微孔阴极52的孔径尺寸为0.2~100微米。
上述臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,催化剂颗粒512为多孔陶瓷小球负载Mn、Fe复合氧化物。
上述臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,还包括进水箱1、出水箱6和尾气处理装置7,进水箱1通过进水泵2与进水口53流体导通连接,出水箱6与出水口55流体导通连接,尾气处理装置7与出气口56气流导通连接。
上述臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,还包括电源3,其正极通过导线与阳极接线柱511电连接,其负极通过导线阴极接线柱510电连接。
本发明的工作过程及原理如下:
进水箱1中的废水通过水泵2泵入臭氧/电化学反应器5,打开臭氧发生器4,其所产生的臭氧/氧气混合气体通过进气口54进入中空微孔阴极52的空腔中,臭氧/氧气混合气体穿过中空微孔阴极52上的微孔以微气泡的形式与催化剂颗粒512相接触,氧气在中空微孔阴极52表面在催化剂颗粒的作用下转化成双氧水,溶解在废水中的臭氧分子和双氧水在催化剂颗粒512的催化作用下转化为羟基自由基,同时臭氧在阳极表面在催化剂颗粒512的催化作用下转化为羟基自由基,羟基自由基将废水中的污染物氧化降解,同时催化剂颗粒512在臭氧/电化学反应器5中微气泡的扰动下呈悬浮态,加快污染物、臭氧、双氧水等从水中向催化剂表面的扩散速率。处理好的废水通过出水口55进入出水箱6,臭氧/电化学反应器5中所产生的废气通过出气口56进入尾气处理装置。
本发明中将阴极设置成中空微孔型,并将臭氧发生器4所产生的臭氧/氧气混合气体通过进气口54进入中空微孔阴极52的空腔中,臭氧/氧气混合气体要扩散到阴极腔外面,必然会通过阴极上微孔,大大增加了臭氧/氧气混合气体与阴极的接触几率,使得氧气在阴极就被还原成双氧水,极大提高了臭氧/氧气混合气体中氧气的利用率,大大降低了臭氧发生器4中氧气的浪费量。
本发明的有益效果:
1.本发明将阴极设置成中空微孔型,并将臭氧发生器所产生的臭氧/氧气混合气体通过进气口进入中空微孔阴极的空腔中,臭氧/氧气混合气体要扩散到阴极腔外面,必然会通过阴极上微孔,大大增加了臭氧/氧气混合气体与阴极的接触几率,使得氧气在阴极就被还原成双氧水,极大提高了臭氧/氧气混合气体中氧气的利用率,大大降低了臭氧发生器中氧气的浪费量。
2.本发明在阴极通入臭氧/氧气混合气体,大大降低阴极结垢的问题。
3.本发明在阴阳极之间添加催化剂颗粒,此种催化剂既可以催化双氧水发生非均相芬顿反应产生羟基自由基,也可以催化臭氧产生羟基自由基,具备双重催化功能,极大提高了臭氧/氧气混合气体中氧气的利用率。
附图说明
图1为本发明装置进行废水处理的工艺流程图;
图2为本发明装置中臭氧/电化学反应器的结构示意图;
图3为本发明装置中阳极为桶状的结构示意图;
1-进水箱,2-进水泵,3-电源,4-臭氧发生器,5-臭氧/电化学反应器,51-外壳,52-中空微孔阴极,53-进水口,54-进气口,55-出水口,56-出气口,57-催化剂第二挡网,58-催化剂第一挡网,59-阳极,510-阴极接线柱,511-阳极接线柱,512-催化剂颗粒,6-出水箱,7-尾气处理装置。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明的内容,而不是对本发明保护范围的进一步限定。
装置实施例
一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,包括如下部件:
臭氧发生器4;
臭氧/电化学反应器5,其包括外壳51,外壳51上设有进水口53、进气口54、出水口55和出气口56,外壳51内容纳有阳极59、U型中空微孔阴极52、催化剂第一挡网58和催化剂第二挡网57,阳极59、U型中空微孔阴极52、催化剂第一挡网58和催化剂第二挡网57共同限定出催化剂容纳腔,并容纳有催化剂颗粒512,中空微孔阴极52与进气口54气流导通连接;
臭氧发生器4与进气口54气流导通连接。
本实施例中,中空微孔阴极52的孔径尺寸为10微米。
本实施例中,催化剂颗粒512为多孔陶瓷小球负载Mn、Fe复合氧化物。
本实施例中,还包括进水箱1、出水箱6和尾气处理装置7,进水箱1通过进水泵2与进水口53流体导通连接,出水箱6与出水口55流体导通连接,尾气处理装置7与出气口56气流导通连接。
上述臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,还包括电源3,其正极通过导线与阳极接线柱511电连接,其负极通过导线阴极接线柱510电连接。
本实施例装置的工作过程:
进水箱1中的废水通过水泵2泵入臭氧/电化学反应器5,打开臭氧发生器4,其所产生的臭氧/氧气混合气体通过进气口54进入中空微孔阴极52的空腔中,臭氧/氧气混合气体穿过中空微孔阴极52上的微孔以微气泡的形式与催化剂颗粒512相接触,氧气在中空微孔阴极52表面在催化剂颗粒的作用下转化成双氧水,溶解在废水中的臭氧分子和双氧水在催化剂颗粒512的催化作用下转化为羟基自由基,同时臭氧在阳极表面在催化剂颗粒512的催化作用下转化为羟基自由基,羟基自由基将废水中的污染物氧化降解,同时催化剂颗粒512在臭氧/电化学反应器5中微气泡的扰动下呈悬浮态,加快污染物、臭氧、双氧水等从水中向催化剂表面的扩散速率。处理好的废水通过出水口55进入出水箱6,臭氧/电化学反应器5中所产生的废气通过出气口56进入尾气处理装置。
方法实施例
利用实施例1的装置对某垃圾渗滤液MBR出水进行处理,实验条件如下:
催化剂投加量为80g,臭氧反应连续曝气,臭氧流量为2.4L/h,臭氧浓度为100~120mg/L,进水流量为1L/h,采用直流电源,电压为3~4V。废水初始水质指标:CODCr为236.0mg/L,色度为160倍;处理后水质CODCr的去除率为91.0%,色度的去除率为98.0%。
采用上述反应器在同样试验条件下,调整不同的高级氧化组合工艺进行对比实验,结果见下表:
表1不同实验条件下处理废水的结果对比
从表1中可以看出,采用本发明的实验方法(臭氧+电氧化+催化剂)比不添加催化剂的臭氧/电化学氧化COD的去除率提高了33.8%,比臭氧+催化剂氧化COD的去除率提高了106.8%。由此可见本法的实验装置和方法能够极大提高废水中COD的去除率。
Claims (5)
1.一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,其特征在于,包括如下部件:
臭氧发生器(4);
臭氧/电化学反应器(5),其包括外壳(51),外壳(51)上设有进水口(53)、进气口(54)、出水口(55)和出气口(56),外壳(51)内容纳有阳极(59)、U型中空微孔阴极(52)、催化剂第一挡网(58)和催化剂第二挡网(57),阳极(59)、U型中空微孔阴极(52)、催化剂第一挡网(58)和催化剂第二挡网(57)共同限定出催化剂容纳腔,并容纳有催化剂颗粒(512),中空微孔阴极(52)与进气口(54)气流导通连接;
臭氧发生器(4)与进气口(54)气流导通连接。
2.根据权利要求1所述的臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,其特征在于,中空微孔阴极(52)的孔径尺寸为0.2~100微米。
3.根据权利要求2所述的臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,其特征在于,催化剂颗粒(512)为多孔陶瓷小球负载Mn、Fe复合氧化物。
4.根据权利要求3所述的臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,其特征在于,还包括进水箱(1)、出水箱(6)和尾气处理装置(7),进水箱(1)通过进水泵(2)与进水口(53)流体导通连接,出水箱(6)与出水口(55)流体导通连接,尾气处理装置(7)与出气口(56)气流导通连接。
5.根据权利要求4所述的臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置,其特征在于,还包括电源(3),其正极通过导线与阳极接线柱(511)电连接,其负极通过导线阴极接线柱(510)电连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811354600.2A CN109319919A (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811354600.2A CN109319919A (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109319919A true CN109319919A (zh) | 2019-02-12 |
Family
ID=65257552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811354600.2A Pending CN109319919A (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109319919A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112939154A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种微气泡曝气式旋转电芬顿阴极及其应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202912755U (zh) * | 2012-11-14 | 2013-05-01 | 东南大学 | 一种电场臭氧复合催化氧化处理有机废水的装置 |
CN204265498U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-04-15 | 清华大学 | 一种管道式电催化与臭氧协同氧化处理污水的装置 |
CN106335998A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-01-18 | 北京交通大学 | 阴阳极协同氧化的电催化‑臭氧氧化工艺方法 |
CN107129013A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-09-05 | 北京交通大学 | 填充式管状电化学‑多相‑过臭氧催化装置和污水处理的方法 |
CN108358350A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-08-03 | 北京交通大学 | 高铁集便废水的深度处理装置和方法 |
CN209098291U (zh) * | 2018-11-14 | 2019-07-12 | 中大立信(北京)技术发展有限公司 | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置 |
-
2018
- 2018-11-14 CN CN201811354600.2A patent/CN109319919A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202912755U (zh) * | 2012-11-14 | 2013-05-01 | 东南大学 | 一种电场臭氧复合催化氧化处理有机废水的装置 |
CN204265498U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-04-15 | 清华大学 | 一种管道式电催化与臭氧协同氧化处理污水的装置 |
CN106335998A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-01-18 | 北京交通大学 | 阴阳极协同氧化的电催化‑臭氧氧化工艺方法 |
CN107129013A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-09-05 | 北京交通大学 | 填充式管状电化学‑多相‑过臭氧催化装置和污水处理的方法 |
CN108358350A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-08-03 | 北京交通大学 | 高铁集便废水的深度处理装置和方法 |
CN209098291U (zh) * | 2018-11-14 | 2019-07-12 | 中大立信(北京)技术发展有限公司 | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112939154A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种微气泡曝气式旋转电芬顿阴极及其应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2568617B2 (ja) | 給水中の有機物質および細菌を分解する方法 | |
CN110372085A (zh) | 一种有机废水臭氧催化氧化处理系统及方法 | |
CN102976451A (zh) | 一种原位电产生h2o2协同o3氧化的废水处理装置及方法 | |
CN107473435A (zh) | 一种低浓度生物难降解工业有机废水处理的催化氧化方法 | |
CN101417835A (zh) | 有机废水的臭氧/电化学一体化处理装置及方法 | |
CN111943408B (zh) | 一种电催化臭氧吸附膜过滤去除水中有机污染物的装置及方法 | |
CN112159011A (zh) | 一种紫外/臭氧耦合催化剂的高级氧化系统及污水处理工艺 | |
CN103130307A (zh) | 一种臭氧、光电化学耦合氧化的水处理装置及方法 | |
CN113735337A (zh) | 利用导电滤膜-非均相类芬顿水处理装置对难降解污染物进行深度处理的方法 | |
CN207645996U (zh) | 一种用于臭氧催化氧化方式的工业污水处理设备 | |
CN113772789A (zh) | 一种有机废水电化学处理及其二氧化碳还原的方法及装置 | |
CN104355389A (zh) | 一种去除水中难降解有机物的方法和装置 | |
CN104341037A (zh) | 一种羟基自由基去除水中藻毒素的方法和装置 | |
CN209098291U (zh) | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理的装置 | |
CN109319919A (zh) | 一种臭氧与电化学协同催化氧化废水处理装置 | |
CN105836930A (zh) | 酮连氮法制水合肼的高含盐废水膜法集成处理工艺 | |
CN110642340B (zh) | 一种循环过流式电助臭氧水处理设备及利用其处理水的方法 | |
CN112456729A (zh) | 生物碱废碱水处理系统及处理方法 | |
CN111620469A (zh) | 一种用于异相催化臭氧高级氧化技术的膜-臭氧反应装置 | |
CN107585852B (zh) | 一种臭氧异相催化氧化废水中cod的方法及装置 | |
CN214141733U (zh) | 一种利用水处理中o3尾气原位产生h2o2的废水处理装置 | |
CN205387494U (zh) | 二级生化污水臭氧催化氧化处理系统 | |
CN111905739B (zh) | 一种应用于制氧机的催化剂的制备方法 | |
JPH11221584A (ja) | 加圧オゾン処理システム及び装置 | |
CN110921980B (zh) | 一种电化学强化臭氧-生物活性炭水处理设备及利用其处理水的方法 |
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 |