CN207121459U - 一种高效臭氧耦合电氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环保水处理装置，尤其是涉及一种高效臭氧耦合电氧化装置。本实用新型是臭氧发生器与臭氧反应器的底部连接；电极放置于臭氧反应器的中间位置，且电极的阳极与电极的阴极同心圆放置，电极的阳极位于电极的阴极的内部，电极的阳极和电极的阴极分别与电源的正极和负极连接。本实用新型的优点是对废水pH具有缓冲作用，且该填料可重复使用，具有较好的稳定性，降低了处理成本，处理后能达标排放；且结构简单、操作方便，具有高效的废水处理效果。

Description

一种高效臭氧耦合电氧化装置

技术领域

本实用新型涉及一种环保水处理装置，尤其是涉及一种高效臭氧耦合电氧化装置。

背景技术

近年来，随着国民经济的迅速发展，水污染状况已经越来越严重。工业废水的排放量也在逐渐增大，且大量的废水存在有机物含量高、色度深、可生化性差、难降解的特点，即使经过物化和生化等多种方法进行处理后仍不能达标排放。近年来，高级氧化法由于具有氧化能力强和无二次污染等特点，被认为是处理水中难降解有机物最有应用前景的方法。常用的高级氧化法有臭氧氧化法、电解法、光催化氧化法、Fenton试剂法及其联合工艺等。其中，尤以电解法和臭氧氧化法因其良好的可操控性以及与环境有着较好的兼容性而受到人们的青睐。

臭氧应用于水处理已有一个世纪。虽然其一直以高效且不会产生二次污染而著称。但人们在使用臭氧过程中也发现了臭氧的一些明显缺点，主要表现为两点：第一，操作费用较高。除了臭氧发生器的造价和电耗外，往往还要配套相应的空气(或氧气)净化装置，另外，由于臭氧的强氧化性，臭氧处理单元对材质方面也有特殊要求，这些要求都直接或间接地提高了臭氧水处理工艺的投资和操作费用；第二，随着人们使用臭氧经验的不断积累，又发现了臭氧的另一个问题，即臭氧虽然具有极强的氧化性，但它的氧化活性却具有很高的选择性，使得臭氧在水处理过程中很难彻底去除水中的TOC和COD。针对臭氧的这种缺陷，于是人们对臭氧水处理作了很大的改进，这其中可以分为两类：第一，臭氧与其它水处理方法相结合；第二，臭氧处理单元自身的改进。

本实用新型一方面将臭氧氧化与电化学氧化工艺进行耦合，能够产生协同效应，从而提高有机物的降解速率和降解程度；另一方面通过添加新型填料柱对臭氧处理单元进行提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是要充分利用电氧化和臭氧在难降解水处理方面的优势，提供一种结构简单、功能可靠，无搅拌系统，处理效果明显，操作方便且节约处理成本的高效臭氧耦合电氧化装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种高效臭氧耦合电氧化装置，包括臭氧发生器、电源、电极；其特征在于：臭氧发生器与臭氧反应器的底部连接；电极放置于臭氧反应器的中间位置，且电极的阳极与电极的阴极同心圆放置，电极的阳极位于电极的阴极的内部，电极的阳极和电极的阴极分别与电源的正极和负极连接。所述电源为恒定电流的直流电源，通电时电流密度范围为0-60mA/cm²。其中的电极的阳极与电极的阴极、及电源形成电氧化装置。

作为优选，上述的一种高效臭氧耦合电氧化装置中所述的臭氧反应器上部为圆柱形，底部为圆锥形，底部连接臭氧发生器。作为更佳选择，臭氧反应器的圆柱形上部与圆锥形底部的连接处放置砂芯板，在砂芯板上有一个支架，电极的阳极和阴极通过支架固定于砂芯板上。另外臭氧反应器有进水口、出水口、底部有砂芯，砂芯有利于臭氧的布气均匀，提高臭氧的利用率。

作为优选，上述的一种高效臭氧耦合电氧化装置中电极的阳极为二氧化铅陶瓷管，与电源的正极相连，电极的阴极为不锈钢网，与电源的负极相连。

作为优选，上述的一种高效臭氧耦合电氧化装置中在臭氧反应器与电极的阴极之间填充填料，该填料为负载氧化镁的蜂窝陶瓷。

作为优选，上述的一种高效臭氧耦合电氧化装置中臭氧反应器的进水口位于填料的下面、出水口位于填料的上面。该填料一方面可以促进臭氧产生羟基自由基，增加臭氧与有机物接触时间，另一方面对废水的pH具有缓冲作用。

本实用新型高效臭氧耦合电氧化装置的基本原理：

1、通过添加负载氧化镁的蜂窝陶瓷作为填料一方面可以提高臭氧产生羟基自由基的效率，促进有机物的降解，另一方面可以通过对pH的缓冲作用，促进臭氧分解产生羟基自由基。

2、O₂在阴极还原生成H₂O₂，阴极附近的偏碱性环境促使其共轭碱的形成。

3、臭氧可在阴极表面直接得到电子生成臭氧负离子，从而有效地促进了羟基自由基的产生。

有益效果：本实用新型与现有技术相比存在的优势：

1、本实用新型装置放置了填料，该填料为负载氧化镁的蜂窝陶瓷，可以促进臭氧有效产生羟基自由基，且对废水pH具有缓冲作用，且该填料可重复使用，具有较好的稳定性，降低了处理成本。

2、工业废水经本实用新型装置处理后能达标排放。

3、本实用新型结构简单、操作方便，具有高效的废水处理效果。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图

1、臭氧发生器 2、电源 3、臭氧反应器 4、砂芯板 5、阳极

6、阴极 7、填料 8、支架

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施作具体说明：

实施例1

如图1所示，制作一种高效臭氧耦合电氧化装置，包括：臭氧发生器1、电源2、电极；其中臭氧发生器1与臭氧反应器3的底部连接；电极放置于臭氧反应器3的中间位置，且电极的阳极5与电极的阴极6同心圆放置，电极的阳极5位于电极的阴极6的内部，电极的阳极5和电极的阴极6分别与电源2的正极和负极连接。

在本实施例中，通电时电流密度范围为40mA/cm²，在处理中性难降解废水时，先将电氧化装置放入臭氧反应器3，该反应器材料为玻璃，电氧化装置由电极和电源2构成，将臭氧发生器1打开，臭氧通过臭氧反应器3内部，再将进水口打开，废水从进水口流入臭氧反应器3，同时将电源2打开，废水通过高效臭氧耦合电氧化反应，再经过出水口流出。经检测，出水符合相关标准。

实施例2

如图1所示结构制作一种高效臭氧耦合电氧化装置，包括：臭氧发生器1、电源2、电极；其中臭氧发生器1与臭氧反应器3的底部连接；电极放置于臭氧反应器3的中间位置，且电极的阳极5与电极的阴极6同心圆放置，电极的阳极5位于电极的阴极6的内部，电极的阳极5和电极的阴极6分别与电源2的正极和负极连接。其中的臭氧反应器3上部为圆柱形，底部为圆锥形，底部连接臭氧发生器1。臭氧反应器3的圆柱形上部与圆锥形底部的连接处放置砂芯板4，在砂芯板4上有一个支架8，电极的阳极5和阴极6通过支架8固定于砂芯板4上。电极的阳极5为二氧化铅陶瓷管，与电源2的正极相连，电极的阴极6为不锈钢网，与电源2的负极相连。臭氧反应器3与电极的阴极6之间填充填料7，该填料7为负载氧化镁的蜂窝陶瓷。臭氧反应器3的进水口位于填料7的下面、出水口位于填料7的上面。

在本实施例中，通电时电流密度范围为40mA/cm²，在处理中性难降解废水时，先将电氧化装置放入臭氧反应器3，该反应器材料为玻璃，电氧化装置由电极和电源2构成，底部装有支架8，置于砂芯板4上，电极的阳极5为二氧化铅陶瓷管，与电源2的正极相连，电极的阴极6为不锈钢网，与电源2的负极相连，再将填料7放入臭氧反应器3与电氧化装置之间，该填料为负载氧化镁的蜂窝陶瓷，有助于臭氧产生羟基自由基，加大反应效率，再将臭氧发生器1打开，臭氧通过砂芯板4进行布气，再将进水口打开，废水从进水口流入臭氧反应器3，同时将电源2打开，废水通过高效臭氧耦合电氧化反应，再经过出水口流出。经检测，出水符合相关标准。

Claims (6)

1.一种高效臭氧耦合电氧化装置，包括：臭氧发生器(1)、电源(2)、电极；其特征在于：臭氧发生器(1)与臭氧反应器(3)的底部连接；电极放置于臭氧反应器(3)的中间位置，且电极的阳极(5)与电极的阴极(6)同心圆放置，电极的阳极(5)位于电极的阴极(6)的内部，电极的阳极(5)和电极的阴极(6)分别与电源(2)的正极和负极连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效臭氧耦合电氧化装置，其特征在于所述的臭氧反应器(3)上部为圆柱形，底部为圆锥形，底部连接臭氧发生器(1)。

3.根据权利要求2所述的一种高效臭氧耦合电氧化装置，其特征在于臭氧反应器(3)的圆柱形上部与圆锥形底部的连接处放置砂芯板(4)，在砂芯板(4)上有一个支架(8)，电极的阳极(5)和阴极(6)通过支架(8)固定于砂芯板(4)上。

4.根据权利要求1所述的一种高效臭氧耦合电氧化装置，其特征在于电极的阳极(5)为二氧化铅陶瓷管，与电源(2)的正极相连，电极的阴极(6)为不锈钢网，与电源(2)的负极相连。

5.根据权利要求1所述的一种高效臭氧耦合电氧化装置，其特征在于在臭氧反应器(3)与电极的阴极(6)之间填充填料(7)，该填料(7)为负载氧化镁的蜂窝陶瓷。

6.根据权利要求1所述的一种高效臭氧耦合电氧化装置，其特征在于臭氧反应器(3)的进水口位于填料(7)的下面、出水口位于填料(7)的上面。