[发明专利]电Fenton微电解催化氧化处理装置

说明书

技术领域

本发明属于利用电Fenton进行污水治理的技术，具体涉及一种电Fenton微电解催化氧化处理装置。

背景技术

亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物,其实质是H₂O₂在Fe²⁺、Mn²⁺等均相催化剂和铁粉、石墨、铁、锰的氧化矿物等非均相催化剂的催化作用下生，可使H₂O₂分解产生·OH,具有高反应活性的羟基自由基(·OH),·OH可与大多数有机物作用使其降解。

现有利用Fenton试剂的装置如中国专利申请200910115263.6公开了一种微多相电Fenton氧化还原反应器。它是在通过电解水产生H₂O₂的阳极和阴极之间设置阳极填充料和阴极填充料，在阳极与阳极填充料设在一起，阴极填充料与阴极在一起，同时阴极填充料与阳极填充料之间设置有绝缘层，同时在阳极和阴极之间设有感应电极（感应电极由铁质材料制成）。

上述专利申请在阳极和阴极之间构成电场中设置有绝缘层，显然不利于带电粒子的产生。其利用电解水产生H₂O₂效果不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有稳定电场无需外投加Fenton试剂的电Fenton微电解催化氧化处理装置，以解决上述问题。

本发明的技术方案为：一种电Fenton微电解催化氧化处理装置，它包括壳体，壳体下设壳底，壳体上部连接联通出水管，壳体下部或壳底连接联通进水管，壳体内设有隔板，隔板将壳体分隔成上腔和下腔，隔板上开设有通孔联通上腔和下腔，壳体的上腔内设有反应时产生Fe²⁺的微电解催化剂颗粒；壳体的下腔内间隔设有多组通过电解水产生H₂O₂的阳极和阴极；阳极和阴极的下部设有曝气管；所述进水管与壳体的下腔连接联通。

所述阳极包括阳极支撑板，阳极支撑板上间隔平行设置多个阳极板；所述阴极包括阴极支撑板，阴极支撑板上间隔平行设置多个阴极板；所述阴极板和阳极板之间间隔交叉设置，构成多个电极组。

所述每个电极组中阴极板与阳极板之间的距离是3～5毫米。

所述阴极板和阳极板的设置方向与曝气管的气流方向相同。

阳极采用DSA催化阳极电极，即金属氧化物涂层网状钛电极；

阴极采用ACF（ACF－active carbon felt）催化阴极电极, 即缚在钛网表面的活性炭纤维毡电极；

微电解催化剂颗粒也称为微电解催化剂填料，采用Fe、C按不同比例通过1050℃高温烧结在一起的包容架构式铁碳结构，粒径2.5×2cm或1×3cm。

上述阳极、阳极和微电解催化剂颗粒均为市售商品。

本发明装置所采用的处理工艺，将微电解催化氧化技术、电芬顿（Fenton）技术、阳极催化氧化和阴极催化技术紧密结合，实现了对高COD的化工废水的稳定和规模化处理。本发明装置处理污水的工艺是：利用电极组对水的电解以及曝气产生的氧气喷射到电解池阴极上产生H₂O₂, 在阳极氧化过程中，阳极表面上存在两种“活性氧”：

（1）物理吸附的“活性氧”，即被吸附的羟基自由基（.OH)

(2)化学吸附的“活性氧”,即氧化物晶格中的氧（MOx+1）

上述两种“活性氧”在废水溶液中分别发生直接氧化和间接氧化有机物，从而降解废水中的COD。

产生的H₂O₂与污水一同上升通过隔板进入上腔，与上腔内的微电解催化剂颗粒微电解反应时产生的Fe²⁺发生Fenton反应；进一步降解废水中的有机物。微电解催化反应时产生的Fe²⁺和Fe³⁺具有很好的絮凝作用，这样，废水中的原有的悬浮物、胶体、通过内电解反应产生的不溶物和构成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚而除去。

当电解电流为零时，电Fenton微电解催化反应器装置即变成微电解催化反应装置，通过微电解反应，也可大幅降解废水中的有机物。

本发明电Fenton微电解催化氧化处理装置具有如下优点：

处理效果稳定；生产运行成本低；操作运行简便；

附图说明