申请日2015.04.03
公开(公告)日2015.08.19
IPC分类号C02F1/72
摘要
一种催化高级氧化污水污泥处理设备，包括外壳、UV发射器、出口、进口、电解反应器、阳极和直流电源;所述阳极为圆筒形状，阳极装在外壳内，且阳极的轴线与外壳的中线共线;外壳的材质为导体;阳极的材质为钛;外壳与阳极分别连接直流电源的输出端，使外壳构成阴极;阳极与阴极之间的空腔构成反应室;所述电解反应器位于反应室中;UV发射器装在外壳上，朝反应室中部照射紫外线;进口和出口都装在外壳上;所述电解反应器为透明绝缘壳体装填的催化剂;该催化剂为负载钛氧化物活性炭;透明壳体上密布有通孔。
摘要附图
权利要求书
1.一种催化高级氧化污水污泥处理设备，其特征是包括外壳、UV发射器、出口、进口、电解反应器、阳极和直流电源;
所述阳极为圆筒形状，阳极装在外壳内，且阳极的轴线与外壳的中线共线;外壳的材质为导体;阳极的材质为钛;外壳与阳极分别连接直流电源的输出端，使外壳构成阴极;阳极与阴极之间的空腔构成反应室;所述电解反应器位于反应室中;
UV发射器装在外壳上，朝反应室中部照射紫外线;进口和出口都装在外壳上;
所述电解反应器为透明绝缘壳体装填的催化剂;该催化剂为负载钛氧化物活性炭;透明壳体上密布有通孔。
2.根据权利要求1所述的催化高级氧化污水污泥处理设备，其特征是所述电解反应器的壳体的任一径向截面为圆环形状，且其圆心在圆筒形状阳极的轴线上;
在电解反应器的壳体上部和下部分别设有催化剂的加料口和卸料口。
3.根据权利要求1所述的催化高级氧化污水污泥处理设备，其特征是所述电解反应器的壳体壁上均匀密布通孔，通孔的密度15～25in2，孔径0.5～1mm。
4.根据权利要求1所述的催化高级氧化污水污泥处理设备，其特征是所述外壳的材质为不锈钢材料。
5.根据权利要求1所述的催化高级氧化污水污泥处理设备，其特征是所述UV发射器有多个，它们围绕圆筒形状的阳极成中心对称。
说明书
一种催化高级氧化污水污泥处理设备
技术领域
本发明创造属于环保技术领域，具体是一种催化高级氧化污水污泥处理设 备。
背景技术
现代工业特别是化工行业每年产生大量的污水和污泥，这些污染物有相当的 数量直接排入自然环境中，严重威胁生态健康和人类生存，随着社会对环保问题 日益重视，如何更有效的处理污水和污泥成为一个重要的研究课题。目前污水常 用的处理方法为物理法、生物法及化学法，其中，物理法有重力分离、过滤、蒸 发结晶和物理调节等方法，除去污水的漂浮物、悬浮物和油污等，分离污水中的 非溶解性物质，但在处理过程中不能改变化学性质;生物法利用微生物的新陈代 谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污 水得到净化，常用的有活性污泥法和生物膜法，生物法处理程度比物理法要高; 化学法是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多 用于工业废水，常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等，化学处 理法处理效果好、费用较高，多用作进一步的处理生化处理后的出水，提高出水 水质。
对于污泥的处理，常采用填埋、焚烧、农用等方法，但化工污泥中含有大量 的化学物质，直接采用上述方法会污染环境，是明令禁止的行为。化工污泥一般 采用微生物捕食、热水解、内源代谢等方法，但一般处理成本过高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明创造提出一种高级氧化治污技术及 设备，具体如下：
一种高级氧化治污技术，采用电解催化方法制得羟基自由基，由羟基自由基 对污水/泥进行氧化治污;
所述羟基自由基的制备方法为：
使用钛作为阳极，不锈钢作为阴极，污水/泥作为溶液;阳极和阴极外接直 流电源，在阳极和阴极之间得到槽电压;阳极和阴极之间构成反应室;把添加负 载钛氧化物的活性炭作为催化剂置于反应室内，同时，向反应室内照射紫外线， 制得羟基自由基;把污水/泥作为溶液介质置于反应室内，用制得羟基自由基进 行治污处理;
所述羟基自由基的产生的方法包括：
a、将污水/泥的ph值预调到8～9值，在槽电压的作用下，活性炭与负载在 其表面的钛氧化物形成反应电流，在活性炭的表面发生电解反应;
由于钛氧化物为半导体，在电场中会有“空穴”效应，具有强大的吸引电子 的能力，使污水/泥中的水分子和氢氧根离子在钛氧化物的催化下，失去一个电 子，生成羟基自由基;
b、在紫外线的作用下，钛氧化物的表面发生催化光反应，使水分子和氢氧 根离子通过空穴反应生成羟基自由基;
c、空穴反应过程中，水分子和氢氧根离子所失去的电子可与氧气发生电子 反应，产生羟基自由基;
空穴反应：
电子反应：
O2+e—→·O2—
H2O+·O2—→·OOH+OH—
2·OOH→O2+H2O2
·OOH+H2O+e—→OH—+H2O2
H2O2+e—→·OH+OH—
在槽电压的作用下，钛氧化物在活性炭的表面形成数量极多的微电极，活性 炭本身具有吸附能力，将污水/泥中的有机物吸附在其表面，微电极在钛氧化物 附近生成羟基自由基，对吸附在活性炭表面的有机物产生氧化还原反应，使有机 物降解。
所述钛氧化物为纳米级二氧化钛。槽电压为15V～20V。
负载钛氧化物活性炭催化剂的制备方法为：
先把TiOSO4水溶液、尿素及活性炭混合，不断搅拌;TiOSO4水溶液与尿素 生成均匀的TiO(OH)2沉淀，活性炭吸附生成的TiO(OH)2沉淀;
反应完成后，将吸附TiO(OH)2的活性炭取出，在70℃～90℃条件下烘干 10h～12h;再放入马弗炉中在450℃～500℃煅烧2h～2.5h，取出，制得负载二 氧化钛活性炭;制得的二氧化钛粒径为10～20nm;
所述活性炭为柱状结构活性炭，粒度
一种实现上述方法的催化高级氧化污水污泥处理设备，包括外壳、UV发射 器、出口、进口、电解反应器、阳极和直流电源;
所述阳极为圆筒形状，阳极装在外壳内，且阳极的轴线与外壳的中线共线; 外壳的材质为导体;阳极的材质为钛;外壳与阳极分别连接直流电源的输出端， 使外壳构成阴极;阳极与阴极之间的空腔构成反应室;所述电解反应器位于反应 室中;
UV发射器装在外壳上，朝反应室中部照射紫外线;进口和出口都装在外壳 上;
所述电解反应器为透明绝缘壳体装填的催化剂;该催化剂为负载钛氧化物活 性炭;透明壳体上密布有通孔。
所述电解反应器的壳体的任一径向截面为圆环形状，且其圆心在圆筒形状阳 极的轴线上;
在电解反应器的壳体上部和下部分别设有催化剂的加料口和卸料口。
所述电解反应器的壳体壁上均匀密布通孔，通孔的密度15～25in2，孔径 0.5～1mm。
所述外壳的材质为不锈钢材料。
所述UV发射器有多个，它们围绕圆筒形状的阳极成中心对称。
