CN112320902A - 一种阴极曝气电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及洗衣废水处理领域，具体涉及一种阴极曝气电Fenton‑臭氧洗衣废水处理系统。本发明利用阳极电解产生的Fe2+、O2在气体扩散电极C‑PTFE表面被还原生成H2O2以及部分Fe2+与O3发生反应，均产生具有强氧化性的·OH，能够彻底降解大量有机污染物。提高了电Fenton反应降解有机物污染物的效果，克服现有技术中洗衣废水时污染物去除效果差的问题，有限提高处理效果、能耗较小、无二次污染，处理后的废水水质澄清，符合生活杂用水标准。
Description
技术领域
本发明涉及洗衣废水处理领域，具体涉及一种阴极曝气电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统。
背景技术
随着工业的不断发展以及人民生活水平的不断提高，洗衣机已成为万千家庭的标配电器之一，已成为解放双手的有力工具，然而给人们带来便利的同时，洗涤过程中会消耗大量的水资源，每年会产生大量的洗衣废水。洗涤废水中含有较多的有机污染物，其中含有大量阴离子表面活性剂（LAS），是造成水体富营养化的主因。目前大多数洗涤废水都是未经处理或者回用直接排入市政管网，甚至江河湖海。在洗涤行业迅速发展和规模日益扩大的同时，如若不重视行业的节能减排，必将造成资源的大量消耗，污染物的超标排放等环境问题。
目前，常见的洗衣废水处理方法有混凝法、气浮法、吸附法、电化学法、膜分离法、高级氧化法等方法，但这些方法存在有二次污染、处理效果较差、自动化程度低、成本昂贵等不足。芬顿氧化（Fenton）法利用阳极（铁/不锈钢）电解产生的大量亚铁离子与O2在气体扩散阴极C-PTFE的表面被还原生成H2O2 ，克服了传统Fenton法中添加大量亚铁盐类所产生的大量的污泥以及高氧化性H2O2试剂在运输方面带来的不安全因素。但在此过程中，阳极电解产生的部分Fe2+会被反应器中的曝气管中O2氧化成Fe3+，从而很大程度上减缓了电-Fenton降解污染物的效果，目前还没有更为有效的解决方案。
发明内容
为了解决上述电Fenton-臭氧法存在的不足，本发明提供了一种阴极电Fenton-臭氧处理洗衣废水的方法，本发明所述方法能够极大地减少Fe2+的损耗、有效地降解洗衣废水的污染物。
有鉴于此，本发明提供一种阴极电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统，所述处理系统包括电源、电Fenton反应器、曝气装置和过滤装置，所述Fenton反应器中设置有间隔排列的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板的两端由直流电源连接，所述阳极板为铁/不锈钢阳极，阴极板为气体扩散电极C-PTFE；所述曝气装置为在阴极铺设的微孔曝气管；电Fenton反应器和过滤装置管路连接。
优选的，所述处理系统还包括刮渣结构，刮渣结构与电Fenton反应器相连，所述刮渣结构用于清除上浮至洗衣废水液面的絮状物。
优选的，所述过滤装置中设置有过滤材料，所述过滤材料为多层结构，其顶层是无纺布层，下层是细孔火山岩及活性炭颗粒混合物，中层是活性炭纤维层，底层为纳米海绵。
优选的，所述电Fenton反应器中阴极板和阳极板的间距是2~4cm，电压18～24V。
优选的，所述微孔曝气管中气体为O2和O3混合气体，所述微孔曝气管中O3的生成量是5～20g/h；所述微孔曝气管的曝气量为1～4L/min，曝气时间为10～20min。
本发明还提供一种洗衣废水的处理方法，所述处理方法为：
O2和O3混合气体经管路输送至位于C-PTFE阴极的微孔曝气管中，洗衣废水在曝气条件下在电Fenton 反应器中进行电-Fenton反应，O2在C-PTFE阴极表面还原生成H2O2，铁/不锈钢电解的亚铁离子与臭氧进行协同反应生成强氧化性·OH，刮掉液面浮渣、过滤后完成洗衣废水的处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用阴极曝气，增加O2与阴极表面的接触面积的同时有效减缓电Fenton反应中Fe2+被氧化为Fe3+。利用阳极电解产生的Fe2+、O2在气体扩散电极C-PTFE表面被还原生成H2O2以及部分Fe2+与O3发生反应，均产生具有强氧化性的·OH，能够彻底降解大量有机污染物。提高了电Fenton 反应降解有机物污染物的效果，克服现有技术中洗衣废水时污染物去除效果差的问题，有限提高处理效果、能耗较小、无二次污染，处理后的废水水质澄清，符合生活杂用水标准。
附图说明
图1是为阴极曝气电Fenton-臭氧处理洗衣废水的工艺流程图。
具体实施方式
通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照厂商所建议的条件实施检测。
本发明提供的阴极曝气电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统利用电Fenton反应装置对洗衣废水进行前处理，过滤后实现洗衣废水中污染物质的有效去除，极大程度地减少洗衣废水的排放，达到中水回用，节约水资源的目的。本发明所提供的阴极曝气电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统包括电源、电Fenton反应器、曝气装置和过滤装置，所述Fenton反应器中设置有间隔排列的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板的两端由直流电源连接，所述阳极板为铁/不锈钢阳极，阴极板为气体扩散电极C-PTFE；所述曝气装置为在阴极铺设的微孔曝气管；电Fenton反应器和过滤装置管路连接。
优选的，所述处理系统还包括刮渣结构，刮渣结构与电Fenton反应器相连，所述刮渣结构用于清除上浮至洗衣废水液面的絮状物。
优选的，所述过滤装置中设置有过滤材料，所述过滤材料为多层结构，其顶层是无纺布层，下层是细孔火山岩及活性炭颗粒混合物，中层是活性炭纤维层，底层为纳米海绵。
优选的，所述电Fenton反应器中阴极板和阳极板的间距是2~4cm，电压18～24V。
优选的，所述微孔曝气管中气体为O2和O3混合气体，所述曝气管的曝气量为1～4L/min，所述微孔曝气管中O3的生成量是5～20g/h，曝气时间为10～20min。
实施例1
取某大学学生公寓洗衣房的洗衣废水60L，检测出洗衣废水中阴离子表面活性剂是352mg/L，化学需氧量（COD）为627mg/L，浊度为301NTU，将洗衣废水排入电Fenton反应器内，阴极曝气管释放O3和O2混合气体，铁阳极电解产生的Fe2+和O2在气体扩散电极C-PTFE阴极表面被还原生成的H2O2发生反应生Fenton反应，其中部分Fe2+和O3发生反应，均能生成大量具有强氧化性·OH，能够彻底氧化降解很多有机污染物。当极板间距是 2cm，电压18～24V，曝气量为1～4L/min；电解10～20min。经简单过滤后出水能达到生活杂用水标准。
实施例2
取某大学学生公寓洗衣房的第一次漂洗水60L，检测出洗衣废水中阴离子表面活性剂是51mg/L，COD为118mg/L，浊度为57NTU，将洗衣废水排入阴极曝气电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统中，经一段时间反应后，出水阴离子表面活性剂是0.3mg/L，COD是15.5mg/L，浊度为0.1NTU，符合生活杂用水标准。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种阴极曝气电Fenton-臭氧洗衣废水处理系统，其特征在于，所述处理系统包括电源、电Fenton反应器、曝气装置和过滤装置，所述Fenton反应器中设置有间隔排列的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板的两端由直流电源连接，阳极板为铁/不锈钢阳极，阴极板为气体扩散电极C-PTFE；所述曝气装置为在阴极铺设的微孔曝气管；电Fenton反应器和过滤装置管路连接。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括刮渣结构，刮渣结构与电Fenton反应器相连，所述刮渣结构用于清除上浮至洗衣废水液面的絮状物。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述过滤装置中设置有过滤材料，所述过滤材料为多层结构，其顶层是无纺布层，下层是细孔火山岩及活性炭颗粒混合物，中层是活性炭纤维层，底层为纳米海绵。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述电Fenton反应器中阴极板和阳极板的间距是2~4cm，电压18～24V。
5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述微孔曝气管中气体为O2和O3混合气体，其中O3的生成量是5～20g/h。
6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述微孔曝气管的曝气量为1～4L/min，曝气时间为10～20min。
7.一种洗衣废水处理方法，其特征在于，所述处理方法为：
O2和O3混合气体经管路输送至位于C-PTFE阴极的微孔曝气管中，洗衣废水在曝气条件下在电Fenton 反应器中进行电-Fenton反应，O2在C-PTFE阴极表面还原生成H2O2，铁/不锈钢电解的亚铁离子与臭氧进行协同反应生成强氧化性·OH，刮掉液面浮渣、过滤后完成洗衣废水的处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210205 |