[发明专利]一种多波长紫外-电化学分段处理废水的方法和装置

说明书

本发明公开了一种多波长紫外‑电化学分段处理废水的方法和装置，所述装置包括电解槽、冷却管、复极式电极、紫外灯、超声波发生器，所述的复极式电极固设于电解槽的中部，所述的冷却管设置于复极式电极的外部，所述的超声波发生器设置于复极式电极的下部，其装置将含氯废水中的氯离子在所述阳极电极表面失去电子产生自由氯，LED紫外灯发出的UV光照射使自由氯进一步生成包括羟基自由基和活性氯的强氧化性物质，将废水中的难降解有机污染物氧化降解；本发明所述述多波长紫外‑电化学分段处理废水的方法能够用于处理各种难降解的工业化学品废水、农药残留和医药废水等，本发明还优化UV效果，提高羟基自由基生成水平，整体提升UV/电化学能效。

技术领域

本发明涉及一种多波长紫外-电化学分段处理废水的方法和装置，属于水处理技术领域。

背景技术

高级技术(Advanced Oxidation Processes，简称AOPs)是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基(·OH)，该自由基具有极强的氧化性、通过自由基反应能够将有机污染物有效地分解，甚至彻底地转化为无害无机物，如二氧化碳和水等；同普通的化学氧化法相比，高级氧化法的反应速度很快，一般反应速率常数为108-1010mol-1Ls-1，能在很短时间内达到处理要求；UV/H2O2、UV/O3及O3/H2O2工艺均为产生羟基自由基的高级氧化技术。

相比UV/H₂O₂，UV/氯是一种新兴的高级氧化技术，在难降解有机污染物去除方面已展现出良好的去除效果。与UV/H₂O₂相比，UV/氯更经济，且HClO比H₂O₂对UV的量子吸收更高。UV/氯工艺的主要反应机理如方程(1)～(7)所示。UV/氯过程中不仅可以产生非选择性的HO^*，还可以产生选择性的Cl^*、Cl₂^*—和ClO^*。HO^*是一种强氧化剂，氧化还原电势E⁰＝2.8V，但它在实际水处理中易被自然有机物、HCO₃^-/CO₃^-等基质捕获。除了HO^*，Cl^*、Cl₂^*—和ClO^*也是高效的氧化剂，其氧化还原电势分别为2.4、2.0和1.5～1.8V。因此，对于实际水体中的污染物去除，UV/氯是一种有效的技术。

HO^*+HOCl→ClO^*+H₂O              (3)

HO^*+OCl^—→ClO^*+OH^—              (4)

Cl^*+HOCl→ClO^*+H⁺+Cl^—            (5)

Cl^*+OCl^—→ClO^*+Cl^—                (6)

尽管UV/氯被认为是一项新的可行的高级氧化技术，但其应用也受到一些限制。如在分散式水处理系统中，NaClO和HClO具有腐蚀性且HClO极不稳定，氯的存储和运输限制了UV/氯用于污染物去除的应用与推广。

发明内容