[发明专利]一种三维‑类电芬顿处理四环素水处理系统及方法

权利要求书

1.一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，包括反应器(4)、供水装置、曝气装置、加药装置和电源(5)，所述供水装置、所述曝气装置、所述加药装置和所述电源(5)分别连接所述反应器(4)，

所述反应器(4)包括三维-类电芬顿反应区I、三维-类电芬顿反应区II和生物滤料反应区(18)，所述三维-类电芬顿反应区II位于所述生物滤料反应区(18)的上方，所述三维-类电芬顿反应区I位于所述生物滤料反应区(18)的下方，所述三维-类电芬顿反应区I和所述三维-类电芬顿反应区II的底部为主电极阳极(7)，顶部为主电极阴极(8)，所述电源(5)的正负极分别电连接所述主电极阳极(7)和所述主电极阴极(8)，所述主电极阳极(7)和所述主电极阴极(8)之间填充氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极(12)；

所述生物滤料反应区(18)内填充生物滤料，所述生物滤料反应区(18)和所述三维-类电芬顿反应区I之间固定有单层多孔承托板(17)，所述生物滤料反应区(18)和所述三维-类电芬顿反应区II之间固定有双层多孔承托板(15)，所述三维-类电芬顿反应区I下方还固定有双层多孔承托板(15)，所述加药装置连通所述双层多孔承托板(15)的两层板之间的空隙；所述三维-类电芬顿反应区I的下方设置有进水口，所述三维-类电芬顿反应区II的上方设置有出水口(16)。

2.根据权利要求1所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极(12)由以下重量份数的组分组成：骨料55～65份，成孔剂8～12份，活化剂10～20份，粘合剂15～25份；其中，所述活化剂为Fe⁰、Co，所述骨料为氧化铁皮。

3.根据权利要求2所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极(12)的制备方法为：

将氧化铁皮研磨成粉，使用80～120目的筛网筛分得到氧化铁皮粉骨料；然后将原料按上述比例充分混合后滚动成球，置于25～35℃恒温培养箱中培养8～12日，得到氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极。

4.根据权利要求1所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述主电极阳极(7)为PANI/Ti主电极阳极，所述PANI/Ti主电极阳极为负载聚苯胺的多孔钛网；所述主电极阴极(8)为碳纤维。

5.根据权利要求1所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述反应器还包括曝气区，所述曝气区位于所述三维-类电芬顿反应区I的下方并连通所述三维-类电芬顿反应区I，所述曝气区与所述三维-类电芬顿反应区I之间固定有双层多孔承托板(15)，所述双层多孔承托板(15)位于所述主电极阳极(7)下方，所述加药装置连通所述双层多孔承托板(15)的两层板之间的空隙；所述曝气装置连通所述曝气区，所述曝气区的底部开设有进水口。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述供水装置包括依次连通的水箱(1)、蠕动泵(3)和进水管(2)，所述进水管(2)连通所述进水口。

7.根据权利要求6所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述曝气装置包括依次连通的空压机(9)、进气管(10)和溶气板(11)，所述溶气板(11)位于所述曝气区内。

8.根据权利要求7所述的一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，其特征在于，所述加药装置为两个，所述加药装置包括依次连通的加药箱(13)和加药管(14)，所述加药管(14)分别连通两个所述双层多孔承托板(15)之间的空隙。

9.一种用于权利要求1所述的三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统的水处理方法，其特征在于，所述方法包括：

制备氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极(12)和主电极阳极(7)；

将所述反应器(4)、供水装置、曝气装置、加药装置和电源(5)按照上述结构组装好；

主电极阳极(7)、主电极阴极(8)和氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极(12)构成三维粒子电极体系，通过加药装置向所述反应器(4)中加入过硫酸盐，通过供水装置向反应器(4)中通入污水，使带有过硫酸盐的污水进入三维粒子电极反应体系构成三维-类电芬顿反应，强化产生硫酸根自由基，粒子电极基体中的过渡金属在电场的作用下催化产生羟基自由基，两者共同有效降解污水中的四环素。