公布日：2022.02.08
申请日：2021.11.10
分类号：C02F9/12(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种磁热电声集成催化过氧化物的装置及其废水处理方法，装置包括水处理腔体、声电集成模块以及旋转固定组件，水处理腔体为顶部开口设置，水处理腔体一侧侧壁下方设置有进水口，水处理腔体另一侧侧壁上方设置有出水口，旋转固定组件两侧通过多段的外连接杆首尾相连与水处理腔体相对两侧顶部棱边连接，旋转固定组件通过多组阵列设置的内连接杆与声电集成模块连接，声电集成模块设置于水处理腔体内部。本发明的优点在于将有机耦合电磁效应、声催化、电催化设计集成模块，产生磁热、声、电效应，产生自由基与非自由基过程，多物理场效应互补耦合，产生共催化效应，高效分解有机物，可用于快速深度处理有机废水及有机污染地下水的需要。
权利要求书
1.一种磁热电声集成催化过氧化物的装置，其特征在于，包括水处理腔体、声电集成模块以及旋转固定组件，所述水处理腔体为顶部开口设置，所述水处理腔体一侧侧壁下方设置有进水口，所述水处理腔体另一侧侧壁上方设置有出水口，所述旋转固定组件两侧通过多段的外连接杆首尾相连与水处理腔体相对两侧顶部棱边连接，所述旋转固定组件通过多组阵列设置的内连接杆与声电集成模块连接，所述声电集成模块设置于水处理腔体内部，多组所述内连接杆一端通过梯形连接头与声电集成模块连接，另一端呈角度穿插连接于同一球型转头上,所述声电集成模块包括间隔双环绕集成棒、单环绕集成棒以及分式环绕集成棒，所述间隔双环绕集成棒包括线圈、料筒、变幅杆和螺型硬质电极，所述线圈紧密缠绕于料筒上，所述变幅杆以内插式置于稀疏式螺型硬质电极内，所述稀疏式螺型硬质电极贴合于稀疏式螺型硬质电极外壁,所述变幅杆安装于料筒内部，所述单环绕集成棒包括线圈、料筒、变幅杆和螺型硬质电极，所述线圈紧密缠绕于料筒上，所述变幅杆以内插式置于稀疏式螺型硬质电极内，所述稀疏式螺型硬质电极呈单螺旋贴合于稀疏式螺型硬质电极外壁，所述变幅杆安装于料筒内部，所述分式环绕集成棒包括线圈、料筒、变幅杆和螺型硬质电极，所述线圈紧密缠绕于料筒上，所述变幅杆以内插式置于稀疏式螺型硬质电极内，所述稀疏式螺型硬质电极呈单螺旋贴合于变幅杆外壁,所述变幅杆共设置有两个，分别从料筒首尾交叉安装入料筒内部，所述稀疏式螺型硬质电极连接直流电电源，所述线圈连接直流电电源或者交流电电源，所述稀疏式螺型硬质电极阴阳两极选用不锈钢、铁、钴铁或者铁碳中的一种，所述旋转固定组件可控制声电集成模块在水处理腔体进行转动，并且通过棱边设置的滑轨调整声电集成模块的位置。
2.根据权利要求1所述的一种磁热电声集成催化过氧化物的装置，其特征在于：所述进水口处设置有进水分流器，所述出水口处设置有出水分流器，所述进水分流器与出水分流器通过循环管道连通，所述循环管道上安装有中转泵。
3.根据权利要求1所述的一种磁热电声集成催化过氧化物的装置，其特征在于：所述旋转固定组件包括球形转头与外轴承，所述外轴承内侧与球形转头固定连接，所述外轴承外侧与外连接杆连接。
4.根据权利要求1所述的一种磁热电声集成催化过氧化物的装置，其特征在于：所述水处理腔体相对两侧顶部棱边设置有滑轨，所述滑轨通过球型连接头与外连接杆一侧连接，所述外连接另一侧杆通过球型连接头连接有伸缩杆，所述伸缩杆通过球型连接头与外轴承连接。
5.根据权利要求1至4所示的一种磁热电声集成催化过氧化物的装置废水处理方法，其特征在于：S1，先将氧化剂过氧化物与废水一同加入至装置内，通过旋转固定组件与滑轨调整声电集成模块位置，氧化剂过氧化物包括过氧化氢、过硫酸盐、过碳酸盐、过氧乙酸；S2，此时开启变幅杆实现超声，产生局部声催化作用，包括空化、热和机械作用；S3，将螺型硬质电极连接直流电，产生电催化，阴阳两极选用不锈钢材质时，通过阴极活化过氧化物，选用铁或钴铁时，阴阳极均会参与活化反应，过渡金属腐蚀也会参与活化过氧化物过程，选用铁碳时，除上述效应外，在不通电时还具有铁碳微电解效应；S4，线圈与料筒组合通电将产生电磁效应，当线圈通直流电时，可在声电集成模块限定区域产生电磁感应，从而对螺型硬质电极进行预磁化，提高电活化效果，通交流电时，可在声电集成模块限定区域产生电磁感应，快速产生热效应，配备温度控制实现有效且加速活化氧化剂的作用；S5，通过控制球型转头，可控制声电集成模块在水处理腔体内转动，用于混合搅拌起到加速传质作用，根据所需废水处理标准可将出水口排出的废水进行外循环处理，以达到所需标准。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁热电声集成催化过氧化物的装置及其废水处理方法，结合材料表面磁化、局热效应、声催化、电活化等技术设计集成模块,高效活化过氧化物处理有机废水。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种磁热电声集成催化过氧化物的装置，其特征在于，包括水处理腔体、声电集成模块以及旋转固定组件，所述水处理腔体为顶部开口设置，所述水处理腔体一侧侧壁下方设置有进水口，所述水处理腔体另一侧侧壁上方设置有出水口，所述旋转固定组件两侧通过多段的外连接杆首尾相连与水处理腔体相对两侧顶部棱边连接，所述旋转固定组件通过多组阵列设置的内连接杆与声电集成模块连接，所述声电集成模块设置于水处理腔体内部。
优选的，所述进水口处设置有进水分流器，所述出水口处设置有出水分流器，所述进水分流器与出水分流器通过循环管道连通，所述循环管道上安装有中转泵。
优选的，所述旋转固定组件包括球形转头与外轴承，所述外轴承内侧与球形转头固定连接，所述外轴承外侧与外连接杆连接。
优选的，所述水处理腔体相对两侧顶部棱边设置有滑轨，所述滑轨通过球型连接头与外连接杆一侧连接，所述外连接另一侧杆通过球型连接头连接有伸缩杆，所述伸缩杆通过球型连接头与外轴承连接。
优选的，多组所述内连接杆一端通过梯形连接头与声电集成模块连接，另一端呈角度穿插连接于同一球型转头上,所述声电集成模块包括间隔双环绕集成棒、单环绕集成棒以及分式环绕集成棒。
优选的，所述间隔双环绕集成棒包括线圈、料筒、变幅杆和螺型硬质电极，所述线圈紧密缠绕于料筒上，所述变幅杆以内插式置于稀疏式螺型硬质电极内，所述稀疏式螺型硬质电极贴合于稀疏式螺型硬质电极外壁,所述变幅杆安装于料筒内部。
优选的，所述单环绕集成棒包括线圈、料筒、变幅杆和螺型硬质电极，所述线圈紧密缠绕于料筒上，所述变幅杆以内插式置于稀疏式螺型硬质电极内，所述稀疏式螺型硬质电极呈单螺旋贴合于稀疏式螺型硬质电极外壁,所述变幅杆安装于料筒内部。
优选的，所述分式环绕集成棒包括线圈、料筒、变幅杆和螺型硬质电极，所述线圈紧密缠绕于料筒上，所述变幅杆以内插式置于稀疏式螺型硬质电极内，所述稀疏式螺型硬质电极呈单螺旋贴合于变幅杆外壁,所述变幅杆共设置有两个，分别从料筒首尾交叉安装入料筒内部。
优选的，所述稀疏式螺型硬质电极连接直流电电源，所述线圈连接直流电电源或者交流电电源，所述稀疏式螺型硬质电极阴阳两极选用不锈钢、铁、钴铁或者铁碳中的一种。
优选的，一种磁热电声集成催化过氧化物的装置废水处理方法，其特征在于：
S1，先将氧化剂过氧化物与废水一同加入至装置内，通过旋转固定组件与滑轨调整声电集成模块位置；
S2，此时开启变幅杆实现超声，产生局部声催化作用，包括空化、热和机械作用；
S3，将螺型硬质电极连接直流电，产生电催化，阴阳两极选用不锈钢材质时，通过阴极活化过氧化物如过硫酸根产生硫酸根自由基，选用铁或钴铁时，阴阳极均会参与活化反应，过渡金属腐蚀也会参与活化过氧化物过程，选用铁碳时，除上述效应外，在不通电时还具有铁碳微电解效应；
S4，线圈与料筒组合通电将产生电磁效应，当线圈通直流电时，可在声电集成模块限定区域产生电磁感应，从而对螺型硬质电极进行预磁化，提高电活化效果，通交流电时，可在声电集成模块限定区域产生电磁感应，快速产生强烈的热效应，配备温度控制在可控温度范围内实现有效且加速活化氧化剂的作用，热效应可以活化过硫酸盐，产生硫酸根自由基；
S5，通过控制球型转头，可控制声电集成模块在水处理腔体内转动，用于混合搅拌起到加速传质作用，根据所需废水处理标准可将出水口排出的废水进行外循环处理，以达到所需标准。
综上所述，本发明的有益效果为：
1.本发明结构设计精巧简单，设计多种声电集成模块，以套筒状组合设计，外部上整体易于拆卸、更换，内部中零件便于清洗、替换。
2.本发明配合机械控制，可有效支撑、调节以及转动各声电集成模块于设备中的空间状态，发挥声电催化的同时可协同液相传质作用，加速污废水处理效率，同时利用可控的外循环，额定程序不变的情况可通过外循环多次处理以达到多种处理标准需要，可适应复杂水环境处理。
3.本发明中的声电集成模块可另行使用，如原位地下水修复时，可将声电集成模块在配接连接好电路情况下，通过钻探井下沉使用，形成原位声电催化修复地下水的需要，不必拘泥于本反应设备的固定使用，该组合套管，随插即用。
4.本发明通过有机耦合电磁效应、声催化、电催化，设计集成模块，通过外部控制，产生不同的作用机制，包括磁热、声、电效应，产生自由基与非自由基过程，用于高效分解有机物，利用不同阴阳电极材料产生不同电活化机制作用，或铁碳微电解作用，利用电磁效应产生磁化作用用于电极表面预磁化改性，而利用电磁效应产生热作用用于热活化，可用于快速增强活化，利用声效应将局部磁热和电活化效应传递，同时超声又能增加局部催化效果，多物理场效应互补耦合，产生共催化效应，从而用于高效活化过氧化物处理有机废水。
（发明人：徐祺辉;张元缤）
