[发明专利]一种实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的装置及方法

权利要求书

1.一种实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的装置，其特征在于：包括非均相芬顿氧化反应单元以及电化学单元；

其中，所述非均相芬顿氧化反应单元包括反应器，所述反应器通过阴离子交换膜分隔形成腔室一及腔室二，所述腔室一用于容纳包括非均相芬顿氧化反应催化剂以及待处理水体、过氧化氢、盐酸羟胺在内的物质；所述非均相芬顿氧化反应催化剂以轻质不导电材料为载体；

所述腔室二用于填充电介质，所述电介质为超纯水或者低浓度的无机盐溶液；

所述电化学单元用于向所述反应器施加电场，使腔室一中由于非均相芬顿氧化反应所产生的有机酸迁移至腔室二。

2.根据权利要求1所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的装置，其特征在于：还包括水体循环单元，所述水体循环单元包括出水管与回流管，所述出水管与腔室一的底部相连通，所述回流管与腔室一的上部相连通；在水体循环单元的作用下，待处理水体循环进出腔室一形成动态流化床。

3.根据权利要求1-2任一所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的装置，其特征在于：所述腔室一内填充有不具有导电性的非均相芬顿氧化反应催化剂。

4.一种实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、提供反应装置，所述反应装置包括用于进行非均相芬顿氧化反应的反应器，所述反应器通过阴离子交换膜分隔形成腔室一及腔室二；

向腔室一内填充非均相芬顿氧化反应催化剂、过氧化氢、盐酸羟胺；所述非均相芬顿氧化反应催化剂以轻质不导电材料为载体；

向腔室二内填充电介质，所述电介质为超纯水或者低浓度的无机盐溶液；

S2、提供含有过氧化氢和盐酸羟胺的、且具有初始pH范围为3～6的待处理水体；

S3、将待处理水体置于腔室一中进行非均相芬顿氧化反应；

开启电源，向反应器施加具有初始电压的电场，引导腔室一中由于非均相芬顿氧化反应所产生的有机酸迁移至腔室二。

5.根据权利要求4所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：所述步骤S3包括，对腔室一内水体的pH值进行监测，并通过调节电场电压进行水体pH值的控制。

6.根据权利要求4所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：步骤S1中，所述反应装置还包括水体循环单元；

步骤S3中，开启水体循环单元，待处理水体经由水体循环单元循环进、出腔室一形成动态流化床，并在腔室一中进行非均相芬顿氧化反应；

开启电源，向反应器施加具有初始电压的电场；

期间，对腔室一内水体的pH值进行监测，若水体的pH值变化超出范围，则通过调节电场电压对水体pH值进行调节，调节至初始pH值，然后将电场电压调回初始电压值。

7.根据权利要求5或6所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：所述腔室一内设置有阴极，所述腔室二内设置有阳极；

所述阴极与阳极之间的距离不大于5厘米；

所述电场的最大电压不高于3V。

8.根据权利要求7所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：所述电场的电压按照以下规律进行调节：

腔室一内水体的pH值每降低1～2的幅度，电场电压需提升0.1～0.2V的幅度。

9.根据权利要求6所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：所述水体循环单元包括蠕动泵，所述蠕动泵工作时的转速与电场初始电压具有以下规律：

阴极与阳极之间的距离不大于5厘米；

所述电场的最大电压不高于3V；

所述初始电压为0.5-1v时，转速为50-100rpm；

所述初始电压为1-2v时，转速为100-150rpm；

所述初始电压为2-3v时，转速为150-200rpm。

10.根据权利要求4所述的实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的方法，其特征在于：用于处理含有大分子有机化合物的水体；其中，所述大分子有机化合物具有以下特点：经氧化降解后的中间产物为低分子有机酸。