公布日：2023.11.28
申请日：2023.09.04
分类号：C02F1/32(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)I;C02F1/469(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种非均相光、电高级氧化废水处理工艺。本发明的结合光催化氧化和电催化氧化工艺，两种工艺协同作用，电催化氧化所产生的铁离子和特殊金属离子可作为光催化氧化的催化剂。本发明提出的工艺可提高难生物降解废水预处理效果，加大破坏大分子有毒有害物质，提高难降解废水的生化性；同时利用几种氧化之间的特性形成互补，加快反应时间，向设备化发展。
权利要求书
1.一种非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺包括如下步骤：将废水加入到调节池，调节pH值后进入UV光氧化反应器，然后进入电解氧化反应池进行电解氧化，电解氧化反应池内设置曝气搅拌装置，池内放置特殊金属填料末端设置回流泵，回流部分电解后的废水进入UV光氧化反应器，回流废水中含有铁及特殊金属离子进入UV光氧化，在特殊金属离子的催化加持下促进UV光氧化效能提升。
2.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，将废水的pH值调节至3-4。
3.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，pH试剂选自盐酸或硫酸。
4.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，UV光氧化反应中，加入过氧化氢的浓度为27.5-30％。
5.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，UV光氧化反应中，紫外光采用中压紫外灯，波长在200-400nm。
6.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，UV光氧化反应中，催化剂为电解氧化后水中溶解的铁离子和特殊金属离子，浓度为1-3‰。
7.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，电解氧化反应池中，电解氧化极板采用钢板；钢板优选为碳钢板、不锈钢板。
8.根据权利要求7所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，使用钢板电极，正负极使用互换倒极模式。
9.根据权利要求8所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，电解氧化反应时间1-3h。
10.根据权利要求1所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺，其特征在于，所述废水为工业难生物降解有机废水。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种非均相光、电高级氧化工艺，本发明提出的工艺可提高难降解废水预处理效果，加大破坏大分子有毒有害物质，提高难降解废水的生化性；同时利用几种氧化之间的特性形成互补，加快反应时间，向设备化发展。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
一种非均相光、电高级氧化废水处理工艺，所述非均相光、电高级氧化废水处理工艺包括如下步骤：
将废水加入到调节池，调节pH值后进入UV光氧化反应器，然后进入电解氧化反应池进行电解氧化，电解氧化反应池内设置曝气搅拌装置，池内放置特殊金属填料，末端设置回流泵，回流部分电解后的废水进入UV光氧化反应器，回流废水中含有铁及特殊金属离子进入UV光氧化，在特殊金属离子的催化加持下促进UV光氧化效能提升。
进一步的，pH值为3-4。
进一步的，pH试剂选自盐酸或硫酸。
进一步的，UV光氧化反应器中，配套有中压UV紫外灯，波长在200-400nm。
进一步的，UV光氧化反应中，加入过氧化氢的浓度为27.5-30％。
进一步的，所述特殊金属离子选自贵金属铜、银、铂、钯等。
进一步的，电解氧化反应池中，电解氧化极板采用钢板；钢板优选为碳钢板、不锈钢板。
进一步的，使用钢板电极，正负极使用互换倒极模式，电解氧化反应时间1-3h。
进一步的，所述废水为工业难生物降解有机废水。
光催化氧化技术的基本原理是：污水中的污染物RH分子在紫外光照射充能后转化为激发态游离基R·；双氧水在催化剂作用和适当波长紫外光照射下光解为羟基自由基。体系中羟基自由基与激发态R·大量产生，两者快速进行氧化反应，同时羟基自由基同样氧化污染物RH。
光催化反应方程：
RH+hv——R·
H2O2+hv——2·OH
H2O2+催化剂——2·OH
R·+·OH——ROH
R·+O2——ROOH
多个不同的氧化反应将废水中的有机物开环、锻炼、转变为小分子有机物、转变为小分子羧酸，并最终将有机污染物转化为CO2和H2O。同时在反应过程中含有-OH、-COOH等官能团的中间产物显著增加，从而消除生物毒性，显著提高废水的可生化性。
有机废水电催化氧化法，通过在电极表面上发生电催化降解，其电极可直接产生的极强的氧化能力且对有机物及无机物无选择性的羟基自由基
去氧化水中的污染物，使污染物被彻底矿化，即称为电化学燃烧过程；若水溶液中含有像CI-、SO2-这样的电催化质如用：硫酸钠、氯气、次氯酸盐及氯酸盐等。生成的过氧化物H2O2等所催化氧化水中的污染物，该过程称为电化学转化过程，从而电氧化有效地去除废水中的COD。电催化过程中的一些主要反应如下：
阳极反应：OH-→1/2O2+H2O+2e-
阴极反应：O2+H2O+2e-→HO2-+OH-
总反应：1/2O2+OH-→HO2-
电催化产生的羟基自由基
,使废水中产生次级反应，使得污染物从而降解或者直接分解为CO2，或转化为其它简单化合物。电催化过程服从法拉第定律。即电极上析出的物质数量与通过溶液的电流强度及通电的时间成正比。同样，去除废水中的有机污染物也符合法拉第定律。在去除废水中的有机污染物的过程中，并不需要彻底氧化成*终产物即CO2和H2O，只需要把有机污染物分子断链，撕成带电荷的有机物“碎片”，通过电催化吸附絮凝沉降去除有机污染物。
装置处理能力：1-20m3/h。
本发明的有益效果为：
1.环境兼容性高：反应过程中不需要另外添加氧化剂或者还原剂，絮凝剂等化学药剂，是一种基本对环境无污染的“绿色”处理技术。由于界面电场中存在着极高的电位梯度，电极相当于异相反应的催化剂，因而减少了有可能因加催化剂而带来的环境污染，在反应过程中自身同时还产生的·OH自由基都可以直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物，没有或很少产生二次污染。同时，反应过程有高度的选择性，可防止副反应产物的生成，减少污染物发生。
2.多功能性：反应过程具有直接和间接氧化与还原、相分离、浓缩与稀释、生物杀伤等功能，能量效率高，反应过程一般在常温常压下就可进行。
3.经济适用：反应操作一般比较简单，费用较低，占地面积小，一般成模块式组合。
4.氧化能力极强：A.羟基自由基(OH)的氧化性极强，仅次于氟(F2)，比臭氧(O3)强很多；B.OH自由基氧化降解有机物的化学反应是链式反应，一旦氧化反应发生，只要不加入抑制剂，反应会一直不断连续循环进行下去；C.对有机污染化合物的降解具有彻底性(有时可以一直氧化为二氧化碳和水)和广谱性(任何有机物可被氧化降解)。
（发明人：赵佰红;王磊;张业静）
