[发明专利]一种处理难降解有机废水的光/电Fenton装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种难降解有机废水的处理装置，尤其涉及一种难降解有机废水的光/电Fenton处理装置。

背景技术

近年来，随着我国经济快速发展，纺织、石油化工、塑料、合成纤维、造纸、焦化、印染、制药等行业也迅速得到发展，随之而来各种含有大量难降解的有机污染物的废水相应增多，这些工业废水中大部分都含有难降解的有毒有害物质，其BOD₅/COD_Cr<0.3，该有机污染物进入水体后几乎不能被微生物降解，或降解所需时间较长，对环境造成的危害难以控制。

难降解有机废水处理难度大、成本高，难以达到国家规定的排放标准。因为这些难降解有机工业废水能否得到有效地处理，是制约这些工业能否健康发展的瓶颈，也是影响水体环境质量的关键因素，难降解有机废水的处理方法多种多样，最终常常需要经过生物处理，但由于其可生化性比较低，所以进行常规生物处理前需进行预处理以提高其可生化性。提高难降解有机废水可生化性的方法很多，总体来说可总结为物理化学法、化学法、生物法等。

常用处理方法有：吸附法、化学絮凝法、高级氧化法等。其中吸附法由于吸附容量有限，且吸附后的再生过程往往能耗很大，废弃后的排放造成了二次污染，而且吸附法比较适合低浓度的难降解有机污染物，限制了其在难降解废水处理中的应用。化学絮凝法将产生大量的固体污染物，这些固体污染物的处理难度大、处理成本高，降低了经济效益。高级氧化法可以使废水中难降解的大分子有机污染物氧化降解为低毒或者无毒的小分子，甚至可直接降解为CO₂和H₂O₂，达到无害化的目的，无二次污染问题。目前高级氧化中应用比较多的是Fenton法。

现有的Fenton处理装置主要是单一技术（光、电或Fenton）的简单处理装置，这类装置普遍处理能耗高。而现有的二元组合处理装置（电Fenton或光Fenton装置），存在处理效果不理想的问题，光/电Fenton协同处理装置鲜有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种处理难降解有机废水的光/电Fenton装置，它的结构简单，操作方便，运行可靠，针对难降解有机废水的水质状况，调节装置的电流、极板间距、紫外灯管功率三个参数使出水水质达到生化处理要求。

本发明采用的技术方案是：

一种处理难降解有机废水的光/电Fenton装置，由磁力搅拌器1、阴极2、电解槽3、曝气管4、曝气机5、灯管镇流器6、直流稳流稳压电源7、紫外灯管8、铁电极9、阳极10和挡板11组成；其中电解槽3为顶端敞口的反应槽，是光电Fenton装置的主体结构，置于磁力搅拌器1上；阳极10和阴极2分置于电解槽3的两侧，分别与直流稳流稳压电源7的正负极相连；两支曝气管4分别位于阴极2的两侧，并与曝气机5相连接，向电解槽中阴极输入空气，；紫外灯管8插入电解槽3中央，与灯管镇流器6相连；铁电极9插入电解槽3中置于紫外灯管8与阳极10之间；电解槽3顶端盖有挡板11。

优选所述的紫外灯管8的功率为4～12w。优选所述的的阳极10为Ti/Pt电极；阴极2为ACF电极，它是由活性炭纤维布裹在金属铁板上；优选阳极10和阴极2的极板间距为5～10cm。优选直流稳流稳压电源7的电流强度为0.5～2.5A；优选磁力搅拌器1的转速为200～1000r/min；优选曝气机5的曝气量为1.5～3.5L/min；优选所述的铁电极9为铁棒，其直径优选为3～8mm。

一种利用上面所述的装置处理废水的工艺，基本步骤如下：首先取一定量的难降解有机废水，用酸溶液调节废水的pH后注入电解槽3中，投加一定量七水合硫酸亚铁粉末。开启紫外灯管和曝气机，再开启磁力搅拌器，接通直流稳流稳压电源，开始降解反应。

酸溶液一般为硫酸、盐酸或硝酸，其质量百分浓度浓度为30%～40%。pH值调节为2～6；优选七水合硫酸亚铁粉末投加量为2.0‰～10.0‰（占废水的质量百分浓度）。优选其反应降解时间为90～150min。

有益效果：

采用本发明上述结构，曝气机在阴极产生的氧，通过电解在阴极上生成过氧化氢，过氧化氢在亚铁离子的催化作用下生成羟基自由基，羟基自由基与废水中的难降解有机污染物发生反应，从而达到降解有机污染物的目的。亚铁离子可以通过铁棒来提供，避免了亚铁离子缺少或者投加过量的情况。