CN211620247U - 射频芬顿氧化水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种射频芬顿氧化水处理装置，包括至少一台射频活化设备和射频活化反应器，射频活化反应器设有反应腔且具有进料口和出料口，射频活化设备用于向射频活化反应器发射射频场，以使反应腔内产生电磁波，待处理的废水和芬顿试剂经进料口流入反应腔，处理完的溶液从出料口流出。利用射频活化设备向射频活化反应器发射射频场，产生的电磁波与废水中的极性分子作用产生微波电场，微波电场可使废水中的有机污染物的分子活动加剧，增强对有机污染物的氧化降解能力；微波电场还可为芬顿试剂催化分解产生·OH的反应提供更多能量，降低反应活化能以产生更多的·OH，提高反应效率和H₂O₂的利用率，减少药剂用量，降低铁泥量。

Description

射频芬顿氧化水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体地涉及一种射频芬顿氧化水处理装置。

背景技术

随着我国工业化进程的不断推进，工业用水始终保持较高水平，相应地工业废水排放量也居高不下。据统计，2015年工业废水排放量199.5亿吨，占总排放量的27％，且还在持续升高。大量排放的工业废水，对流域环境以及城乡居民健康均造成了重大影响。因此，采取必要措施对工业废水进行处理具有重要意义。

当前，电子电镀、机械加工、喷涂印染、石油化工、制药、交通运输等国民经济支柱行业均会产生大量的高浓度难降解有机废水，COD高达几千甚至几万。一般的废水处理方法(如生化法、膜法等)都难以处理此类废水，针对这一问题，高级氧化技术近年来得到了广泛重视，而芬顿技术可以产生氧化能力极强的羟基自由基(·OH)，是目前最具有应用前景的高级氧化水处理技术之一。

传统芬顿氧化技术是采用芬顿试剂在酸性条件下(pH＝3左右)，Fe²⁺催化分解H₂O₂产生具有强氧化性的·OH，可以将许多难生物降解或者是一般化学氧化法难以氧化的有机污染物氧化分解。芬顿氧化技术具有设备简单、操作方便、反应过程快、降解效率高等优点，被广泛应用于印染废水、焦化废水、含酚废水、油田废水、垃圾渗滤液等工业有机废水的处理中。

虽然芬顿氧化技术具有药剂便宜、反应过程容易控制、降解效率较高的优势，但在应用中发现传统芬顿氧化技术存在以下缺点：

(1)工艺要求反应pH值范围较窄。芬顿氧化的最佳pH值一般是2-4，反应体系pH过高，会抑制·OH的产生；反应体系pH过低，会破坏Fe²⁺与Fe³⁺之间的转换平衡，影响催化反应的进行，从而降低污染物的去除效率。相关研究发现芬顿技术仅限于酸性条件下，碱性条件下的染料脱色率和COD去除率都会大幅度下降。因此在废水处理前往往需要加酸调节pH值，出水时需要加碱将其调至中性，此过程会消耗大量酸碱试剂。

(2)H₂O₂在反应过程中利用率和生成率较低，仅为40％～60％，并且H₂O₂会发生一定的自身分解反应，因此需要加入过量的H₂O₂参与反应。已有文献报道相对于人工模拟废水而言，为了达到同样的处理效率，芬顿技术在处理实际废水时需要更高的试剂用量，增加处理费用。

(3)由于药剂量的增加以及在反应过程中铁盐以Fe(OH)₃沉淀下来，Fe²⁺不能保留在降解过程中，必须向反应体系中连续加入亚铁盐以达到完全降解，导致在反应过程中产生大量铁泥，造成二次污染。

(4)反应速度不是很快，虽然羟基反应很快，但是由于药剂的整体活性不够，芬顿反应过程还是比较长，一般都是要3～4个小时的反应时间，需要占用很大的反应空间。

因此，非常有必要开发一种射频芬顿氧化水处理装置以克服上述现有技术的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种射频芬顿氧化水处理装置，可提高反应效率和H₂O₂的利用率，减少药剂用量，降低铁泥量，降低废水处理成本，强化絮凝沉淀，实现高效降解有机污染物。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种射频芬顿氧化水处理装置，包括至少一台射频活化设备和射频活化反应器，所述射频活化反应器设有反应腔且具有进料口和出料口，所述射频活化设备用于向所述射频活化反应器发射射频场，以使所述反应腔内产生电磁波，待处理的废水和芬顿试剂经所述进料口流入所述反应腔，处理完的溶液从所述出料口流出。

与现有技术相比，本申请的射频芬顿氧化水处理装置中，利用射频活化设备向射频活化反应器发射射频场，产生电磁波，废水中含有大量极性分子，电磁波与极性分子作用产生微波电场，一方面，微波电场可直接使废水中的有机污染物的分子活动加剧，降低污染物氧化反应活化能，增强对有机污染物的氧化降解能力；另一方面，微波电场可为芬顿试剂(H₂O₂、Fe²⁺)催化分解产生·OH 的反应提供更多能量，从而降低反应活化能产生更多的·OH，提高反应效率和 H₂O₂的利用率，减少药剂用量，降低铁泥量，降低废水处理成本，实现高效降解有机污染物。

较佳地，射频芬顿氧化水处理装置还包括沉淀池，所述沉淀池连通所述出料口，处理完的溶液从所述出料口进入至所述沉淀池。由于被微波电场磁化的铁盐具有高效的磁絮凝作用，处理后的溶液从出料口进入至沉淀池内，可实现快速絮凝沉淀，减少后续处理费用。

较佳地，所述射频活化设备的射频功率为800w。

较佳地，所述射频活化反应器内设有搅拌装置，用于对所述反应腔内的物料进行搅拌。

较佳地，所述出料口的设置位置高于所述进料口的设置位置。

较佳地，所述进料口靠近所述射频活化反应器的底部设置，所述出料口靠近所述射频活化反应器的顶部设置。

较佳地，所述搅拌装置设置于所述反应腔的中下部。

附图说明

图1是本实用新型射频芬顿氧化水处理装置的结构示意图。

符号说明：

射频芬顿氧化水处理装置100，射频活化设备10，射频活化反应器30，反应腔31，进料口33，出料口33，沉淀池50，搅拌装置70。

具体实施方式

为详细地说明本实用新型的技术方案、构造特征、所实现的技术效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参考图1，本实用新型的射频芬顿氧化水处理装置100，包括至少一台射频活化设备10和射频活化反应器30，射频活化反应器30设有反应腔31且具有进料口33和出料口33，射频活化设备10用于向射频活化反应器30发射射频场，以使反应腔31内产生电磁波，待处理的废水和芬顿试剂经进料口33流入反应腔31，处理完的溶液从出料口33流出。也就是说，将废水和芬顿试剂经进料口 33流入反应腔31(图中箭头表示水流方向)，然后启动射频活化设备10向射频活化反应器30发射射频场，于反应腔31内产生电磁波，电磁波与极性分子作用产生微波电场，微波电场进入芬顿反应体系中，一方面可为芬顿试剂催化分解产生·OH的反应提供更多能量，降低反应活化能产生更多·OH，提高反应效率；另一方面可直接使有机污染物的分子活动加剧，降低污染物氧化反应活化能，增强对有机污染物的氧化降解能力。进一步，在微波电场的活化作用下，芬顿试剂催化分解生成·OH的活化能大大降低，更多的H₂O₂、Fe²⁺参与反应生成·OH，减少药剂用量，同时铁盐催化剂用量的减少会大大降低铁泥量。本实施例中，射频活化设备10的射频功率为800w，但不以此为限。

请继续参考图1，射频芬顿氧化水处理装置100还包括沉淀池50，沉淀池 50连通出料口33，处理完的溶液从出料口33进入至沉淀池50。一方面，铁盐催化剂用量的减少，导致沉淀池50中铁泥量降低，另一方面由于被微波电场磁化的铁盐具有高效的磁絮凝作用，处理后的溶液从出料口33进入至沉淀池50 内，可实现快速絮凝沉淀，减少后续处理费用。

请继续参考图1，射频活化反应器30内设有搅拌装置70，用于对反应腔31 内的物料进行搅拌。在射频活化设备10向射频活化反应器30内发射射频场前，先利用搅拌装置70对待处理的废水和芬顿试剂进行充分搅拌混合，以使得芬顿试剂中的氧化剂(H₂O₂)与待处理的废水进行充分活化。进一步，出料口33的设置位置高于进料口33的设置位置。具体地，进料口33靠近射频活化反应器 30的底部设置，出料口33靠近射频活化反应器30的顶部设置。更进一步，搅拌装置70设置于反应腔31的中下部，在进料的同时即可启动搅拌装置70进行搅拌，搅拌更充分，活化更彻底。

下面结合图1，详细阐述本身的射频芬顿氧化水处理装置100的工作过程：

将待处理的废水和芬顿试剂(H₂O₂、Fe²⁺)从进料口33输送至射频活化反应器30内的反应腔31，同时启动搅拌装置70，使得搅拌装置70对待处理的废水和芬顿试剂进行充分搅拌混合，以使得芬顿试剂中的氧化剂(H₂O₂)与待处理的废水进行充分活化。然后启动射频活化设备10向射频活化反应器30发射射频场，于反应腔31内产生电磁波，电磁波与极性分子作用产生微波电场，微波电场进入芬顿反应体系中和废水中，芬顿反应体系获取能量，降低芬顿试剂分解产生·OH的反应活化能和有机污染物的氧化降解反应活化能，实现高效降解有机污染物，受电场磁化的铁盐具有高效的磁絮凝作用，处理后的出水进入沉淀池50进行快速絮凝沉淀，达到净水效果。

与现有技术相比，本申请的射频芬顿氧化水处理装置100中，利用射频活化设备10向射频活化反应器30发射射频场，产生电磁波，废水中含有大量极性分子，电磁波与极性分子作用产生微波电场，一方面，微波电场可直接使废水中的有机污染物的分子活动加剧，降低污染物氧化反应活化能，增强对有机污染物的氧化降解能力；另一方面，微波电场可为芬顿试剂(H₂O₂、Fe²⁺)催化分解产生·OH的反应提供更多能量，从而降低反应活化能产生更多的·OH，提高反应效率和H₂O₂的利用率，减少药剂用量，降低铁泥量，降低废水处理成本，实现高效降解有机污染物。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型做了详细的说明，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (7)

1.一种射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，包括至少一台射频活化设备和射频活化反应器，所述射频活化反应器设有反应腔且具有进料口和出料口，所述射频活化设备用于向所述射频活化反应器发射射频场，以使所述反应腔内产生电磁波，待处理的废水和芬顿试剂经所述进料口流入所述反应腔，处理完的溶液从所述出料口流出。

2.如权利要求1所述的射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，还包括沉淀池，所述沉淀池连通所述出料口，处理完的溶液从所述出料口进入至所述沉淀池。

3.如权利要求1所述的射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，所述射频活化设备的射频功率为800w。

4.如权利要求1所述的射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，所述射频活化反应器内设有搅拌装置，用于对所述反应腔内的物料进行搅拌。

5.如权利要求4所述的射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，所述出料口的设置位置高于所述进料口的设置位置。

6.如权利要求5所述的射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，所述进料口靠近所述射频活化反应器的底部设置，所述出料口靠近所述射频活化反应器的顶部设置。

7.如权利要求6所述的射频芬顿氧化水处理装置，其特征在于，所述搅拌装置设置于所述反应腔的中下部。

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