申请日2015.11.13
公开(公告)日2016.02.17
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明公开了一种组合式高效高难废水处理装置，其包括一废水处理反应器，所述废水处理反应器包括沿液体流通路径依次连接的一级过滤区、一级光电-Fenton组合区、二级过滤区及紫外光系统区，其中一级光电-Fenton组合区内设有阴极板、阳极板及感应电极，且一级光电-Fenton组合区与二级过滤区均设有用于提供氧气的曝气装置，所述紫外光系统区通过透光密封部件设置在所述一级光电-Fenton组合区一侧。通过向液体中充入O2，使O2与液体中的H+结合生成反应所需的H2O2，同时通过感应电极铁电极板生成Fe2+，不仅在线生成Fenton试剂，还有效缓解了pH升高与H2析出副反应发生，H2O2更增强了水处理氧化效果，且Fe2+的适量生成，维持了处理的稳定性，电化学阳极氧化同时对有机物产生降解，实现了电化学与Fenton法的协同作用。
权利要求书
1.一种组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，包括储液槽(1)、进水蠕动泵(2)与废水处理反应器(3)，所述进水蠕动泵(2)的进水口与所述储液槽(1)的出水口连接，所述进水蠕动泵(2)的出水口与所述废水处理反应器(3)的进水口连接;
所述废水处理反应器(3)还包括一级过滤区(31)、至少一个光电-Fenton 组合区、二级过滤区(33)及紫外光系统区(34)，其中一级过滤区(31)内放置吸附材料，光电-Fenton组合区内设有阴极板(321)、阳极板(322)及感应电极(323)，二级过滤区(33)设有膜组件(331)，紫外光系统区(34)设有紫外灯管组(341)，且光电-Fenton组合区与二级过滤区(33)均设有用于提供氧气的曝气装置(35);
所述一级过滤区(31)、光电-Fenton组合区、二级过滤区(33)沿液体流通路径依次连接，所述光电-Fenton组合区环绕所述紫外光系统区(34)设置。
2.根据权利要求1所述组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，所述光电-Fenton组合区的阴极板(321)为活性炭纤维板;阳极板(322)为以镍网、铁网、铝网、铜网等金属网中任意一种为基体，且表面镀有光催化剂二氧化钛的极板;所述感应极板为铁棒或铁板。
3.根据权利要求1所述组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，所述光电-Fenton组合区的阴极板(321)、阳极板(322)交替平行排列，所述各级板的排列方向与紫外光系统区(34)的光路发散方向之间形成一倾斜夹角，且所述各极板与组合区内壁之间设有一液体流通通道(324)，所述液体流通通道 (324)交错设置，形成反复迂回的液体流通路径。
4.一种组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，包括储液槽(1)、进水蠕动泵(2)与废水处理反应器(3)，所述进水蠕动泵(2)的进水口与所述储液槽(1)的出水口连接，所述进水蠕动泵(2)的出水口与所述废水处理反应器(3)的进水口连接;
所述废水处理反应器(3)还包括一级过滤区(31)、一级光电-Fenton组合区(32)、二级过滤区(33)及紫外光系统区(34)，其中一级过滤区(31)内放置吸附材料，一级光电-Fenton组合区(32)内设有阴极板(321)、阳极板(322) 及感应电极(323)，二级过滤区(33)设有膜组件(331)，紫外光系统区(34) 设有紫外灯管组(341)，且一级光电-Fenton组合区(32)与二级过滤区(33) 均设有用于提供氧气的曝气装置(35);
所述一级过滤区(31)、一级光电-Fenton组合区(32)、二级过滤区(33) 沿液体流通路径依次连接，所述一级光电-Fenton组合区(32)设置在所述紫外光系统区(34)的光路发散区域。
5.一种组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，包括储液槽(1)、进水蠕动泵(2)与废水处理反应器(3)，所述进水蠕动泵(2)的进水口与所述储液槽(1)的出水口连接，所述进水蠕动泵(2)的出水口与所述废水处理反应器(3)的进水口连接;
所述废水处理反应器(3)还包括一级过滤区(31)、一级光电-Fenton组合区(32)、二级过滤区(33)、二级光电-Fenton组合区(36)、三级过滤区(37) 及紫外光系统区(34)，其中一、二级过滤区(33)均放置吸附材料，一、二级光电-Fenton组合区(36)内设有阴极板(321)、阳极板(322)及感应电极(323)，三级过滤区(37)设有膜组件(331)，紫外光系统区(34)设有紫外灯管组(341)，且一、二级光电-Fenton组合区(36)与三级过滤区(37)均设有管式曝气装置 (35);
所述一级过滤区(31)、一级光电-Fenton组合区(32)、二级过滤区(33)、二级光电-Fenton组合区(36)、三级过滤区(37)沿液体流通路径依次连接，所述紫外光系统区(34)通过透光密封部件(342)设置在所述一级光电-Fenton 组合区(32)与二级光电-Fenton组合区(36)之间。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，所述一、二级过滤区(33)的吸附材料为多孔陶瓷、卵石滤料、活性炭颗粒中任意一种或多种的组合。
7.根据权利要求5中任意一项所述组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，所述三级过滤区(37)中膜组件(331)为中控纤维或平板膜。
8.根据权利要求7中任意一项所述组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，所述膜组件(331)中膜元件为微滤、超滤或纳滤膜中任意一种。
9.根据权利要求4至8中任意一项所述组合式高效高难废水处理装置，其特征在于，所述一级过滤区(31)与一级光电-Fenton组合区(32)之间通过一底部隔网形成液体流通通道(324)。
说明书
组合式高效高难废水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种组合式高效高难废水处理装置。
背景技术
近年来，伴随着我国经济的腾飞，与水质监控力度的加重，具有高COD、高色度、高毒性且难生物降解的高难废水成为了现在水处理行业的难点。在高难废水处理工艺中，具有高效、易操作、无选择性的高效催化氧化技术与电化学法受到广泛的关注，其中应用最广的为光催化氧化、芬顿氧化、电氧化。但光催化氧化由于吸收波长范围过窄,能耗高,电子-孔穴复合率高,量子产率不足等原因等受到了一定的限制;芬顿氧化中需要大量的Fe2+与H2O2试剂，不仅使得试剂成本高，运输风险大，且会产生大量含铁离子的污泥，使得后续处理复杂;简单电极氧化法成本高且处理效果有限。单一处理技术无法实现处理效率高、成本低、操作简便、运行管理方便、无二次污染的高效无害化目标，因而可以同时发挥各工艺优点的同时，弥补各自缺陷，实现协同作用的组合式工艺成为现在研究热点。
电-Fenton乃是应用氧气在阴极表面还原产生的H2O2与溶液中Fe2+发生 Fenton反应从而对有机物进行降解，因其无需投加任何氧化剂而受到广泛关注。但无论电-Fenton反应中Fe2+是源于预先加入或牺牲阳极的产生，都会给实际水处理带来pH升高，H2析出副反应发生等问题，影响其处理效果。于电-Fenton 反应中阴阳极间引入一不接通电源的消耗铁电极构成感应电-Fenton法，能同时在线生成Fenton反应所需的Fe2+与H2O2，感应电-Fenton法引起了研究热潮。专利CN204400669U公开了一种包含感应电-Fenton技术的高效自控电芬顿除污设备，该设备结构安排合理，安装拆卸方便，高效自控，应用范围广。
电-Fenton技术并不能完全将废水矿化，且处理效果仍有待提高。将紫外辐射引入电-Fenton反应中的光电-Fenton组合技术，不仅可以降低Fe2+的用量，使H2O2保持较高的利用率，且紫外线和Fe2+对H2O2的催化分解起到协同效应，远远大于二者的加和，其中铁的某些羟基化合物可发生光敏反应生成羟基自由基发挥氧化作用，既加强了对污水的处理效果，又减少了污泥产量。专利 CN1789150A公开了一种应用光电芬顿反应高效去除水中有机物的装置，该装置将密闭在石英管中的低压泵灯置于DSA阳极与活性炭纤维阴极简，在pH=3左右的有机废水中加入少量亚铁盐作为催化剂，在通电下去除污染物，实现了光化学反应与电-Fenton的协同作用。此类传统光电-Fenton组合技术，虽然可以同时保持各工艺的优点，但仍存在一些不足：第一，铁盐的外部加入，会引入其它离子，影响处理效果，且用量不易控制;第二，处理量小，若装置放大，会使得极板间距变大，导致电氧化效率低;且现有高难废水处理技术少有能有机的将电催化氧化、光催化氧化、感应Fenton法组合的装置，即不能对高难废水的处理做到既可控制成本、处理高效、完全矿化且又无二次污染。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种集吸附过滤预处理、光-感应电Fenton、膜过滤深度处理于一体组合式高效高难废水处理装置，其生产制造成本低廉，废水处理效果高、无二次污染，且能够实现完全矿化。
一种组合式高效高难废水处理装置，其包括储液槽、进水蠕动泵与废水处理反应器，所述进水蠕动泵的进水口与所述储液槽的出水口连接，所述进水蠕动泵的出水口与所述废水处理反应器的进水口连接;
所述废水处理反应器还包括一级过滤区、至少一个光电-Fenton组合区、二级过滤区及紫外光系统区，其中一级过滤区内放置吸附材料，光电-Fenton组合区内设有阴极板、阳极板及感应电极，二级过滤区设有膜组件，紫外光系统区设有紫外灯管组，且光电-Fenton组合区与二级过滤区均设有用于提供氧气的曝气装置;
所述一级过滤区、光电-Fenton组合区、二级过滤区沿液体流通路径依次连接，所述光电-Fenton组合区环绕所述紫外光系统区设置。
一种组合式高效高难废水处理装置，其包括储液槽、进水蠕动泵与废水处理反应器，所述进水蠕动泵的进水口与所述储液槽的出水口连接，所述进水蠕动泵的出水口与所述废水处理反应器的进水口连接;
所述废水处理反应器还包括一级过滤区、一级光电-Fenton组合区、二级过滤区及紫外光系统区，其中一级过滤区内放置吸附材料，一级光电-Fenton组合区内设有阴极板、阳极板及感应电极，二级过滤区设有膜组件，紫外光系统区设有紫外灯管组，且一级光电-Fenton组合区与二级过滤区均设有用于提供氧气的曝气装置;
所述一级过滤区、一级光电-Fenton组合区、二级过滤区沿液体流通路径依次连接，所述一级光电-Fenton组合区设置在所述紫外光系统区的光路发散区域。
一种组合式高效高难废水处理装置，其包括储液槽、进水蠕动泵与废水处理反应器，所述进水蠕动泵的进水口与所述储液槽的出水口连接，所述进水蠕动泵的出水口与所述废水处理反应器的进水口连接;
所述废水处理反应器还包括一级过滤区、一级光电-Fenton组合区、二级过滤区、二级光电-Fenton组合区、三级过滤区及紫外光系统区，其中一、二级过滤区均放置吸附材料，一、二级光电-Fenton组合区内设有阴极板、阳极板及感应电极，三级过滤区设有膜组件，紫外光系统区设有紫外灯管组，且一、二级光电-Fenton组合区与三级过滤区均设有管式曝气装置;
所述一级过滤区、一级光电-Fenton组合区、二级过滤区、二级光电-Fenton 组合区、三级过滤区沿液体流通路径依次连接，所述紫外光系统区通过透光密封部件设置在所述一级光电-Fenton组合区与二级光电-Fenton组合区之间。
本发明所述组合式高效高难废水处理装置，其通过曝气板向光电-Fenton组合区内的反应液体中充入O2，使O2与液体中的H+结合生成反应所需的H2O2，同时通过感应电极铁电极板生成Fe2+，不仅在线生成Fenton试剂，避免试剂运输中的安全隐患与试剂加入的不方便问题，及成本问题，还有效缓解了pH升高与H2析出副反应发生，H2O2更增强了水处理氧化效果，且Fe2+的适量生成，维持了处理的稳定性，电化学阳极氧化同时对有机物产生降解，实现了电化学与Fenton 法的协同作用。
