CN217264974U - 一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电化学‑臭氧氧化处理焦化废水装置，包括进水箱通过进水泵与氧化反应器的进水口相连，所述氧气瓶通过臭氧发生器与氧化反应器的进气口相连，所述氧化反应器的出水口与出水箱相连，在氧化反应器内部设有两层粒子电极，位于下层的粒子电极底部设有承托层a，该承托层a与直流电源的阳极相连，位于上层的粒子电极底部设有承托层b，该承托层b与直流电源的阴极相连。本实用新型协同电化学氧化与催化臭氧化，解决了传统电化学电流效率低、催化臭氧氧化系统臭氧利用率、有机物降解效果差的问题。利用本装置处理焦化废水，COD去除率在70％以上，本装置具有处理效率高、处理效果稳定、操作简单、无二次污染物等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置。
背景技术
焦化废水是一种典型的有毒难降解有机废水。主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水。焦化废水中污染物浓度高，其中多环芳烃不但难以降解，而且通常还是强致癌物质。因此，采用传统的处理装置具有极大的局限性。
三维电极是在传统二维电极之间增加粒子电极，提高电极反应面积，从而提高废水处理效果；但三维电极能耗高，缺少足够量强氧化剂的产生，影响了其大规模应用；非均相催化臭氧氧化是通过填装固体颗粒催化剂促进臭氧分解，产生·OH，从而提高臭氧的利用率；但臭氧与一些失活芳烃类有机物反应速率缓慢，导致其对部分废水处理效果并不理想。
实用新型内容
针对现有技术存在上述问题，本实用新型提供一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其具有处理效率高、处理效果稳定、操作简单、无二次污染物等优点。
为实现上述目的，本申请提出一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，包括进水箱、进水泵、臭氧发生器、氧化反应器和氧气瓶，所述进水箱通过进水泵与氧化反应器的进水口相连，所述氧气瓶通过臭氧发生器与氧化反应器的进气口相连，所述氧化反应器的出水口与出水箱相连，在氧化反应器内部设有两层粒子电极，位于下层的粒子电极底部设有承托层a，该承托层a与直流电源的阳极相连，位于上层的粒子电极底部设有承托层b，该承托层b与直流电源的阴极相连。
进一步的，所述氧化反应器的进气口处设有钛合金曝气器，所述钛合金曝气器微孔孔径在0.22-100μm。
进一步的，所述氧化反应器的顶部还连接有尾气破坏器。
进一步的，所述承托层a由惰性阳极制成，惰性阳极为石墨电极、钛合金电极、镍铁氧化物电极、钛镀钌铱板式电极或掺硼金刚石电极。
进一步的，所述承托层a与钛合金曝气器距离为3cm，承托层a打孔孔径为3mm，孔间距为1cm。
更进一步的，所述承托层b为钛板式电极。
更进一步的，所述承托层b打孔孔径为3mm，孔间距为1cm，承托层b与承托层a之间距离为12cm。
更进一步的，所述粒子电极以活性氧化铝作为载体，负载锰、铜、铈金属氧化物中的一种或几种，平均粒径为4-6mm，每层粒子电极填充10cm。
作为更进一步的，在所述臭氧发生器与氧化反应器之间设有进气流量计。
作为更进一步的，在所述进水泵与氧化反应器之间设有进水流量计。
本实用新型采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：本装置结构简单，便于操作；在一个反应器内同时发生电氧化与催化臭氧氧化反应，可多途径产生大量·OH，高效、快速的降解水中有机物，提高了有机物去除率，效果稳定；且无需投加药剂，故无二次污染。
附图说明
图1为一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置结构原理图；
图中序号说明：1、进水箱，2、进水泵，3、进水流量计，4氧气瓶，5、臭氧发生器，6、进气流量计，7、尾气破坏器，8、直流电源，9、氧化反应器，10、钛合金曝气器，11、承托层a，12、粒子电极，13、承托层b，14、出水箱。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，包括进水箱、进水泵、臭氧发生器、氧化反应器、尾气破坏器、直流电源、进水流量计、进气流量计、氧气瓶和出水箱。所述氧化反应器内设有钛合金曝气器、三维电极，所述钛合金曝气器微孔孔径在0.22-100μm；所述三维电极包括粒子电极、承托层a、承托层b；
上述承托层a由惰性阳极制成，惰性阳极为石墨电极、钛合金电极、镍铁氧化物电极、钛镀钌铱板式电极或掺硼金刚石电极，优选为钛镀钌铱板式电极，承托层a与钛合金曝气器距离3cm，打孔孔径为3mm，孔间距为1cm；
上述承托层b为钛板式电极(阴极)，打孔孔径为3mm，孔间距为1cm，承托层b与承托层a之间距离为12cm；
上述粒子电极以活性氧化铝作为载体，负载锰Mn、铜Cu、铈Ce等金属氧化物中的一种或几种，平均粒径为4-6mm，粒子电极分两层填充，每层填充10cm。
焦化废水从进水箱中通过进水泵进入氧化反应器底部；氧气进入臭氧发生器，所产生的的氧气与臭氧混合气体通过钛合金曝气器进入氧化反应器底部，与废水在氧化反应器底部经由曝气作用混合；废水自下而上通过承托层a(阳极)、承托层b(阴极)、粒子电子组成的三维电极处理，其承托层a、承托层b与直流电源相连，反应后废水经由氧化反应器上部的出水口流出，反应后混合气体经由氧化反应器顶部的尾气破坏器进行破坏。
上述方法中，所述焦化废水COD可以为1000-2000mg/L，pH可以为7-8.5，电导率不低于5000μS/cm；所述混合气体是氧气与臭氧混合而成，其中臭氧体积比占5％-10％；所述混合气体流量为0.5-1.5L/min，臭氧浓度为60-130mg/L；
所述直流电源为普通直流电源，可稳定提供电流密度为5-50mA/cm2；
所述焦化废水反应停留时间应在15-120min。
本装置的原理为废水中有机物上升过程中，在底部承托层a(阳极)处通过电化学被氧化，粒子电极负载的催化剂促进臭氧分解生成·OH将有机物氧化，混合气体中的氧气在承托层b(阴极)处电流作用下生成过氧化氢，过氧化氢与臭氧进一步发生反应生成·OH。
实施例1
采用图1所示的电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置处理某焦化废水，其水质条件如下，COD为1540mg/L，pH为7.6，电导率为8420μS/cm。主要工艺参数如下：水量1.5L/h，臭氧流量为0.3L/min，臭氧浓度120mg/L，水力停留时间为80min，电流密度12mA/cm2，阳极为钛镀钌铱板式电极，粒子电极为活性氧化铝负载Mn、Cu催化剂，负载量为0.5％，反应后COD去除率为83.2％。
实施例2
采用图1所示的电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置处理某焦化废水，其水质条件如下，COD为1760mg/L，pH为8.0，电导率为9730μS/cm。主要工艺参数如下：水量1.5L/h，臭氧流量为0.4L/min，臭氧浓度125mg/L，水力停留时间为90min，电流密度10mA/cm2，阳极为钛镀钌铱板式电极，粒子电极为活性氧化铝负载Mn、Ce，负载量为0.6％，反应后COD去除率为74.6％。
对比例1
采用图1所示的电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，在不通电情况下处理实施例1中废水，即只采用催化臭氧氧化处理该焦化废水。主要工艺参数如下：水量1.5L/h，臭氧流量为0.3L/min，臭氧浓度为120mg/L，水力停留时间为80min，催化剂为活性氧化铝负载Mn、Cu催化剂，负载量为0.5％，反应后COD去除率为52.5％。
对比例2
采用图1所示电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，在不通臭氧情况处理实施例1中废水，即只采用电化学氧化处理该焦化废水。主要工艺参数如下：水量1.5L/h，水力停留时间为80min，电流密度12mA/cm2，阳极为钛镀钌铱板式电极，粒子电极为活性氧化铝负载Mn、Cu催化剂，负载量为0.5％，反应后COD去除率为35.8％。
本实用新型协同电化学氧化与催化臭氧化，解决了传统电化学电流效率低、催化臭氧氧化系统臭氧利用率、有机物降解效果差的问题。利用本装置处理焦化废水，COD去除率在70％以上，本装置具有处理效率高、处理效果稳定、操作简单、无二次污染物等特点。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，包括进水箱、进水泵、臭氧发生器、氧化反应器和氧气瓶，所述进水箱通过进水泵与氧化反应器的进水口相连，所述氧气瓶通过臭氧发生器与氧化反应器的进气口相连，所述氧化反应器的出水口与出水箱相连，在氧化反应器内部设有两层粒子电极，位于下层的粒子电极底部设有承托层a，该承托层a与直流电源的阳极相连，位于上层的粒子电极底部设有承托层b，该承托层b与直流电源的阴极相连。
2.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述氧化反应器的进气口处设有钛合金曝气器，所述钛合金曝气器微孔孔径在0.22-100μm。
3.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述氧化反应器的顶部还连接有尾气破坏器。
4.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述承托层a由惰性阳极制成，惰性阳极为石墨电极、钛合金电极、镍铁氧化物电极、钛镀钌铱板式电极或掺硼金刚石电极。
5.根据权利要求1或4所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述承托层a与钛合金曝气器距离为3cm，承托层a打孔孔径为3mm，孔间距为1cm。
6.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述承托层b为钛板式电极。
7.根据权利要求1或6所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述承托层b打孔孔径为3mm，孔间距为1cm，承托层b与承托层a之间距离为12cm。
8.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，所述粒子电极以活性氧化铝作为载体，负载锰、铜、铈金属氧化物中的一种或几种，平均粒径为4-6mm，每层粒子电极填充10cm。
9.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，在所述臭氧发生器与氧化反应器之间设有进气流量计。
10.根据权利要求1所述一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置，其特征在于，在所述进水泵与氧化反应器之间设有进水流量计。
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| CN202123424966.2U CN217264974U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种电化学-臭氧氧化处理焦化废水装置 |
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| CN (1) | CN217264974U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115771942A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-10 | 江苏南大华兴环保科技股份公司 | 一种含盐有机废水一体化除碳脱氮装置 |
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2021
- 2021-12-31 CN CN202123424966.2U patent/CN217264974U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115771942A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-10 | 江苏南大华兴环保科技股份公司 | 一种含盐有机废水一体化除碳脱氮装置 |
| CN115771942B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-09-26 | 江苏南大华兴环保科技股份公司 | 一种含盐有机废水一体化除碳脱氮装置 |
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