公布日：2022.05.27
申请日：2022.03.01
分类号：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/467(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，反应器本体内沿水流方向依次设置有第一缓冲室、第一反应室、第二缓冲室和第二反应室和反冲室；反冲室通过抽水管外接有磁力水泵，磁力水泵连接有回流搅拌管，回流搅拌管分流并分别通向第一反应室和第二反应室的底部；两个反应室的底部分别放置有电极组装篮，电极组装篮内等间距竖直安装有成对的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间均竖直安装有紫外灯管，反应器本体的顶部分布安装有电路管，将电源与阳极板、阴极板及紫外灯管相连接。将紫外光与电芬顿系统进行深度耦合，实现高浓度有机废水中难生物降解有机物的去除，并显著提高废水的可生化性。
权利要求书
1.一种基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，包括反应器本体，所述反应器本体上设置有反应器进水口和反应器出水口，其特征在于：所述反应器本体内沿水流方向依次设置有缓冲室、反应室和反冲室，其中缓冲室和反应室均设置有两个，依次为第一缓冲室、第一反应室、第二缓冲室和第二反应室；两个反应室靠近反应器进水口的一面的底部均分布有反应室进水口，两个反应室靠近反应器出水口的一面的顶部均分布有反应室溢流口；所述反冲室通过抽水管外接有磁力水泵，磁力水泵连接有回流搅拌管，回流搅拌管分流并分别通向第一反应室和第二反应室的底部，且回流搅拌管内的回流出水的方向与反应室水流方向相反；两个反应室的底部分别放置有电极组装篮，电极组装篮上在反应室进水口和反应室溢流口处对应设置有装篮进水口和装篮溢流口；电极组装篮内等间距竖直安装有成对的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板设置有一对以上，所述阳极板和阴极板之间均竖直安装有紫外灯管，反应器本体的顶部分布安装有电路管，电路管内穿设有电线，电线将电源与阳极板、阴极板及紫外灯管相连接。
2.根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，其特征在于：所述回流搅拌管在两个反应室的阳极板和阴极板之间均分布设置有回流口。
3.根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，其特征在于：两个反应室的侧面的底部均设置有与外界连通的排空口，排空口上设置有球阀开关。
4.根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，其特征在于：所述紫外灯管为套有石英管的低压汞灯或中压汞灯。
5.根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，其特征在于：所述装篮进水口和装篮溢流口在两个电极组装篮的阳极板和阴极板之间均分布设置。
6.根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，其特征在于：所述阳极板为厚度3～5mm的铁电极板，阴极板为厚度2mm的不锈钢电极板，阴极板和阳极板间隔距离为8～12cm。
7.根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，其特征在于：所述电极组装篮的两端设置有提手。
8.一种根据权利要求1所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器的处理方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在电极组装篮内安装阳极板、阴极板和紫外灯管，将电极组装篮放入两个反应室内，将紫外灯管、阳极板和阴极板和电源接好；(2)将废水的pH值调节为2～5，加入硫酸钠和过氧化氢，使废水的电导率≥5.0ms/cm，过氧化氢的浓度为0.1％～1％，混合均匀后，再将废水从反应器进水口引入反应器内；(3)水路通畅后，开启紫外灯管、阳极板和阴极板的电源，设置阳极板和阴极板的端电压为1～3V；(4)废水经第一缓冲室，从反应器进水口均匀进入第一反应室的阴极板和阳极板之间进行光电芬顿氧化反应处理，一级处理后的废水经反应室溢流口进入第二缓冲室；(5)反应后的废水再进入第二反应室进行二级处理；(6)二级处理后的废水进入反冲室，磁力水泵工作，使其中一部分废水经回流搅拌管回流进入第一反应室和第二反应室的底部；(7)废水处理完成后，经反冲室从反应器出水口流出。
9.根据权利要求8所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器的处理方法，其特征在于：通过控制电源实现两个反应室单独工作或共同工作。10.根据权利要求8所述的基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器的处理方法，其特征在于：步骤(6)中的回流水的速率为进水流速的3～5倍，回流水的水量为进水水量的四分之一。
发明内容
本发明提供了一种基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器及其处理方法，该废水处理反应器将紫外光与电芬顿系统进行深度耦合，多种反应过程协同作用实现高浓度有机废水中难生物降解有机物的去除，并显著提高废水的可生化性。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器，包括反应器本体，所述反应器本体上设置有反应器进水口和反应器出水口，所述反应器本体内沿水流方向依次设置有缓冲室、反应室和反冲室，其中缓冲室和反应室均设置有两个，依次为第一缓冲室、第一反应室、第二缓冲室和第二反应室；两个反应室靠近反应器进水口的一面的底部均分布有反应室进水口，两个反应室靠近反应器出水口的一面的顶部均分布有反应室溢流口；所述反冲室通过抽水管外接有磁力水泵，磁力水泵连接有回流搅拌管，回流搅拌管分流并分别通向第一反应室和第二反应室的底部，且回流搅拌管内的回流出水的方向与反应室水流方向相反；
两个反应室的底部分别放置有电极组装篮，电极组装篮上在反应室进水口和反应室溢流口处对应设置有装篮进水口和装篮溢流口；电极组装篮内等间距竖直安装有成对的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板设置有一对以上，所述阳极板和阴极板之间均竖直安装有紫外灯管，反应器本体的顶部分布安装有电路管，电路管内穿设有电线，电线将电源与阳极板、阴极板及紫外灯管相连接。
所述回流搅拌管在两个反应室的阳极板和阴极板之间均分布设置有回流口。
两个反应室的侧面的底部均设置有与外界连通的排空口，排空口上设置有球阀开关。
所述紫外灯管为套有石英管的低压汞灯或中压汞灯。
所述装篮进水口和装篮溢流口在两个电极组装篮的阳极板和阴极板之间均分布设置。
所述阳极板为厚度3～5mm的铁电极板，阴极板为厚度2mm的不锈钢电极板，阴极板和阳极板间隔距离为8～12cm。
所述电极组装篮的两端设置有提手。
本发明还提供了一种基于光电芬顿氧化法的废水处理反应器的处理方法，包括以下步骤：(1)在电极组装篮内安装阳极板、阴极板和紫外灯管，将电极组装篮放入两个反应室内，将紫外灯管、阳极板和阴极板和电源接好；
(2)将废水的pH值调节为2～5，并加入硫酸钠和过氧化氢，使废水的电导率≥5.0ms/cm，过氧化氢的浓度为0.1％～1％，混合均匀后，再将废水从反应器进水口引入反应器内；
(3)水路通畅后，开启紫外灯管、阳极板和阴极板的电源，设置阳极板和阴极板的端电压为1～3V；
(4)废水经第一缓冲室，从反应器进水口均匀进入第一反应室的阴极板和阳极板之间进行光电芬顿氧化反应处理，一级处理后的废水经反应室溢流口进入第二缓冲室；
(5)反应后的废水再进入第二反应室进行二级处理；
(6)二级处理后的废水进入反冲室，磁力水泵工作，使其中一部分废水经回流搅拌管回流进入第一反应室和第二反应室的底部；
(7)废水处理完成后，经反冲室从反应器出水口流出。
通过控制电源实现两个反应室单独工作或共同工作。
步骤(6)中的回流水的速率为进水流速的3～5倍，回流水的水量为进水水量的四分之一。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明提供的废水处理反应器将电化学反应与光化学反应进行深度耦合，使两种有机物降解过程在同一个反应室中协同完成。
2、本发明中将阳极板、阴极板和紫外灯管都安装在电极组装篮中，再将电极组装篮放入反应室内，方便阳极板、阴极板和紫外灯管的定期更换和维修，极大降低反应器的维护保养成本。
3、本发明中通过磁力水泵和回流搅拌管道将反冲室中处理后的一部分废水回流到第一反应室和第二反应室中，一方面，回流出水与反应室水流方向相反起反冲洗回流搅拌作用，同时充分再利用回流出水中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)，延长了阳极板的使用寿命。另一方面，通过回流出水使废水能够在第一反应室和第二反应室中多次降解反应，提高了废水的可生化性。
4、本发明中两个反应室既能分别对废水进行一级处理，也能够同时对废水进行两级处理，同时通过控制废水在反应器中的停留时间，对废水进行多次循环处理，能够适用于不同浓度的废水的处理。
5、本发明提供的废水处理反应器可通过调节进水pH值、电流强度、氧化剂和电解质浓度、回流速率等关键反应参数，使污水中难生物降解有机物在电化学反应和光化学反应的协同作用下达到最高的降解率，充分提高废水的可生化性。
（发明人：董伟;李岚峰;吴天朋）
