CN209522633U - 一种光电芬顿反应器 - Google Patents
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Abstract
本公开揭示了一种光电芬顿反应器，包括：反应器本体、电极阴极、电极阳极、紫外线灯管、多孔布水管、筛网、进水口和出水口；其中，所述电极阴极位于所述反应器本体的中心位置；所述电极阳极以所述电极阴极为圆心呈环形均匀分布；所述紫外线灯管以所述电极阴极为圆心呈环形均匀分布于所述反应器本体内壁与所述电极阳极之间构成的空间内；所述多孔布水管位于所述反应器本体的底部；所述筛网设置于所述反应器本体的外表面；所述进水口位于所述反应器本体的底部一侧；所述出水口位于所述反应器本体的上部且不高于所述反应器本体的上边沿。本公开能够有效的将废水中的有机物氧化为无机物，且处理时间短、处理效率高，适应范围广，可处理多种污染物。
Description
技术领域
本公开属于环保技术领域，具体涉及一种光电芬顿反应器。
背景技术
一般污染严重的工业废水，均可被称为高COD难降解的废水。我国工业所排放的废水，成分复杂，种类繁多，可能含有的物质包括酸碱性物质、重金属、工业生产的原辅料和中间产物等等。一种工业在生产不同产品甚至同一个产品的不同阶段往往可以排出几种不同种类和性质的废水，例如在印染过程中，由于需要印染的布料的质地和印染效果不同，所使用的染料类型、颜色以及工序都截然不同，导致所排放的废水的性质也不同，废水中含有的物质主要包括苯类、萘类、硝基苯、蒽醌系及苯胺、酚类、硫化物和氯化物等。当然，不同的企业也有可能排除相同性质的废水。随着石油化工、医药、印染等行业的不断发展，生产工艺越来越精细复杂，生产过程中涉及到的物料越来越多，导致所产生的废水也越来越复杂，其中所含的难降解物质也越来越多，给工业废水的处理带来了越来越多的压力。
目前，工业废水的处理主要有以下方法：电化学氧化法是一种重要的废水处理高级氧化技术，在可生化性能较差的工业废水处理领域具有很好的优势；光电芬顿氧化法是指在电芬顿反应器中引入紫外线灯或者太阳光辐射，通过光催化芬顿反应，将紫外线辐射引入电Fenton反应，构成光电Fenton系统，紫外线和Fe2+对H2O2的催化分解具有协同效应，H2O2的分解速率远大于Fe2+或紫外线催化H2O2分解速率的简单加和。铁的某些羟基配合物可发生光敏反应，同时与过氧化氢光辐射分解协同作用，获得大量的OH，从而高效降解水中的有机物。光电芬顿氧化法使用时，往往在溶液中加入过渡金属或者TiO2作为光催化剂，光催化剂的使用可以大大增加COD的去除率。
实用新型内容
本公开的目的在于提供一种光电芬顿反应器，具有电流效率高、氧化速率快、氧化效果好的特点，能够有效处理多种污染物。
本公开通过描述以下技术方案实现上述目的：
一种光电芬顿反应器，包括：反应器本体、电极阴极、电极阳极、紫外线灯管、多孔布水管、筛网、进水口和出水口；其中，
所述电极阴极位于所述反应器本体的中心位置；
所述电极阳极以所述电极阴极为圆心呈环形均匀分布；
所述紫外线灯管以所述电极阴极为圆心呈环形均匀分布于所述反应器本体内壁与所述电极阳极之间构成的空间内；
所述多孔布水管位于所述反应器本体的底部；
所述筛网设置于所述反应器本体的外表面；
所述进水口位于所述反应器本体的底部一侧；
所述出水口位于所述反应器本体的上部且不高于所述反应器本体的上边沿。
优选的，所述电极阴极的制备材料为石墨或碳纤维。
优选的，所述电极阳极为钛基金属氧化物，包括如下任一：Ti/TiO2-IrO2-RuO2、Ti/TiO2-IrO2-RuO2-SnO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2。
优选的，所述反应器本体为圆柱体。
优选的，所述电极阳极的弧间距离为10°-180°，所述电极阳极与所述电极阴极的间距为光电芬顿反应器半径的0.4-0.6倍。
优选的，所述紫外线灯管的弧间距离为10°-180°，所述紫外线灯管与所述电极阴极的距离为光电芬顿反应器半径的0.7-0.9倍。
优选的，所述电极阴极与所述电极阳极之间填充有微孔泡沫钛，其中，所述微孔泡沫钛中的一部分作为导电颗粒，另一部分涂布绝缘层构成绝缘颗粒。
优选的，所述微孔泡沫钛中的导电颗粒与绝缘颗粒的比例为2∶7-7∶2。
优选的，所述光电芬顿反应器还包括曝气管和反冲洗装置。
优选的，所述光电芬顿反应器为塔式反应容器。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
1、本公开电流效率高、氧化速率快、氧化效果好；
2、本公开投资费用低运维费用低，同时占地面积小，操作简单，自动化程度高；
3、本公开处理时间短、处理效率高，适应废水范围广，可处理多种污染物。
附图说明
图1是本公开提供的光电芬顿反应器的主视图；
图2是本公开提供的光电芬顿反应器的俯视图。
图中标记表示如下：1、反应器本体；2、电极阳极；3、电极阴极；4、多孔布水管；5、筛网；6、紫外线灯管；7、进水口；8、出水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开的技术方案进行详细描述。
参照图1、图2，本公开提供的一种光电芬顿反应器，包括：反应器本体1、电极阳极2、电极阴极3、多孔布水管4、筛网5、紫外线灯管6、进水口7和出水口8；其中，
所述电极阴极3位于所述反应器本体1的中心位置；
所述电极阳极2以所述电极阴极3为圆心呈环形均匀分布；
所述紫外线灯管6以所述电极阴极3为圆心呈环形均匀分布于所述反应器本体1内壁与所述电极阳极2之间构成的空间内；
所述多孔布水管4位于所述反应器本体1的底部；
所述筛网5设置于所述反应器本体1的外表面；
所述进水口7位于所述反应器本体1的底部一侧；
所述出水口8位于所述反应器本体1的上部且不高于所述反应器本体1的上边沿。
本实施例中，废水通过多孔布水管4，由下自上均匀进入光电芬顿反应器，通过底部的筛网5，与光电芬顿反应器的电极阴极3、电极阳极2、紫外线灯管6接触。在酸性溶液中，氧分子在电极阴极3表面通过两电子还原反应产生过氧化氢，生成的过氧化氢迅速与溶液中存在的亚铁离子反应生成羟基自由基和三价铁离子，现场生成芬顿试剂，紫外线照射下可以同时促进过氧化氢分解产生羟基自由基和亚铁离子的循环再生，因此有机物去处理大大提高，对废水进行高级氧化；经过光电芬顿反应器反应的废水，充分氧化处理后从反应器上端的出水管溢出。
在另一个实施例中，所述电极阴极3的制备材料为石墨或碳纤维。
本实施例中，采用石墨作为电极阴极3，化学性质稳定、导电性好、耐腐蚀性强；采用碳纤维材料作为电极阴极3，比表面积高，可以产生高浓度的过氧化氢和羟基自由基，可以有效降解有机污染物。
在另一个实施例中，所述电极阳极2为钛基金属氧化物，包括如下任一：Ti/TiO2-IrO2-RuO2、Ti/TiO2-IrO2-RuO2-SnO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2。
本实施例中，钛基DSA电极为钛基活性氧化物涂层电极，克服了传统石墨、铂、铅基合金等电极存在的缺点，其催化活性高、钛基涂层种类繁多、工作电压低，尺寸稳定，能耗节约，电化学催化性能更高，使用过程中不存在二次污染。
在另一个实施例中，所述反应器本体1为圆柱体。
本实施例中，光电芬顿反应器的形式设计为圆柱体，设计简洁，没有尖角，安装方便，同时利于废水在通过反应器内是混合均匀，反应完全。
在另一个实施例中，所述电极阳极2的弧间距离为10°-180°，所述电极阳极2与所述电极阴极3的间距为光电芬顿反应器半径的0.4-0.6倍。
在另一个实施例中，所述紫外线灯管6的弧间距离为10°-180°，所述紫外线灯管6与所述电极阴极3的距离为光电芬顿反应器半径的0.7-0.9倍。
在本市实例中，电芬顿反应器中引入紫外线灯辐射，通过光催化芬顿反应，将紫外线辐射引入电Fenton反应，构成光电Fenton系统，紫外线和Fe2+对H2O2的催化分解具有协同效应，H2O2的分解速率远大于Fe2+或紫外线催化H2O2分解速率的简单加和。铁的某些羟基配合物可发生光敏反应，同时与过氧化氢光辐射分解协同作用，获得大量的OH，从而高效降解水中的有机物。光电芬顿氧化法使用时，往往在溶液中加入过渡金属或者TiO2作为光催化剂，光催化剂的使用可以大大增加COD的去除率。
在另一个实施例中，所述电极阴极3与所述电极阳极2之间填充有微孔泡沫钛，其中，所述微孔泡沫钛中的一部分作为导电颗粒，另一部分涂布绝缘层构成绝缘颗粒。
本实施例中，将微孔泡沫钛分为导电颗粒和涂布绝缘层的绝缘颗粒，可以使光电芬顿反应器内的微孔泡沫钛内部自成微电解池，能显著增强反应器内的电流效率，降低能耗，提高传质效率。
在另一个实施例中，所述微孔泡沫钛中的导电颗粒与绝缘颗粒的比例为2∶7-7∶2。
在另一个实施例中，所述光电芬顿反应器还包括曝气管和反冲洗装置(图中未示出)。
本实施例中，光电芬顿反应器底部安装有曝气器和反冲洗装置，反冲洗水可以由反冲洗系统进入反应器，对废水反应后产生的泥渣进行冲洗，随后冲洗水由排泥管排出。
在另一个实施例中，所述光电芬顿反应器为塔式反应容器。
本实施例中，光电芬顿反应器的形式可根据现场情况设计成圆形罐体或方形池体，其施工作业方便，运行稳当可靠。
以上各实施例，仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种光电芬顿反应器，包括：反应器本体、电极阴极、电极阳极、紫外线灯管、多孔布水管、筛网、进水口和出水口；其中，
所述电极阴极位于所述反应器本体的中心位置；
所述电极阳极以所述电极阴极为圆心呈环形均匀分布；
所述紫外线灯管以所述电极阴极为圆心呈环形均匀分布于所述反应器本体内壁与所述电极阳极之间构成的空间内；
所述多孔布水管位于所述反应器本体的底部；
所述筛网设置于所述反应器本体的外表面；
所述进水口位于所述反应器本体的底部一侧；
所述出水口位于所述反应器本体的上部且不高于所述反应器本体的上边沿。
2.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述电极阴极的制备材料为石墨或碳纤维。
3.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述电极阳极为钛基金属氧化物，包括如下任一：Ti/TiO2-IrO2-RuO2、Ti/TiO2-IrO2-RuO2-SnO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2。
4.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述反应器本体为圆柱体。
5.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述电极阳极的弧间距离为10°-180°，所述电极阳极与所述电极阴极的间距为光电芬顿反应器半径的0.4-0.6倍。
6.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述紫外线灯管的弧间距离为10°-180°，所述紫外线灯管与所述电极阴极的距离为光电芬顿反应器半径的0.7-0.9倍。
7.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述电极阴极与所述电极阳极之间填充有微孔泡沫钛，其中，所述微孔泡沫钛中的一部分作为导电颗粒，另一部分涂布绝缘层构成绝缘颗粒。
8.根据权利要求1所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述光电芬顿反应器还包括曝气管和反冲洗装置。
9.根据权利要求1-8任一所述的光电芬顿反应器，其特征在于，所述光电芬顿反应器为塔式反应容器。
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|---|---|---|---|---|
| CN113248057A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-13 | 濮阳天地人环保科技股份有限公司 | 一种电化学协同次氯酸钠处理浅层泡排采气废水的方法 |
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