專利名稱：一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高濃度有機(jī)廢水處理裝置及其方法，尤其涉及主要是采用多相電催化 氧化技術(shù)處理高濃度有機(jī)廢水的方法。屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)化工、醫(yī)藥、染料等行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力得到逐步提高；同 時(shí)，與此平行的是生產(chǎn)過程中所排出的廢水對(duì)環(huán)境污染也日益加劇、對(duì)人類的健康形成嚴(yán) 重的威脅?；?、醫(yī)藥、染料等行業(yè)的廢水因成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、含鹽高、色度和毒性 大，處理此類廢水無論技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都存在較大困難，一般采用能耗較高的焚燒法或 經(jīng)簡(jiǎn)單的表觀處理后大倍數(shù)稀釋后生化處理，此類方法處理往往投資高，占地面積大，運(yùn)行 費(fèi)用高，用戶難以承受。高濃度有機(jī)廢水氧化處理技術(shù)是當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)。多相電催 化氧化法是利用最新開發(fā)的高效催化劑，通電后通過氧化劑的作用，將成分復(fù)雜、有機(jī)物含 量高、含鹽高、色度和毒性大的廢水在較溫和的條件下進(jìn)行破壞性氧化，這是一種把化工領(lǐng) 域的最新技術(shù)與相應(yīng)高效催化劑相結(jié)合的一種氧化技術(shù)，代表了國(guó)外此類污水治理的主要 趨勢(shì)。該技術(shù)具有處理效率高、適用性廣、處理成本較低、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的 應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水 槽型裝置及其方法。多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置包括一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水 槽型裝置，其特征在于包括電催化氧化槽、電極板支架、柱形陽極、板形陰極、中間介質(zhì)、催 化劑、進(jìn)水口、進(jìn)氣口、出水口、槽體支撐、內(nèi)介質(zhì)支撐和溢流槽；電催化氧化槽下端設(shè)有槽 體支撐，電催化氧化槽上端設(shè)有溢流槽和電極板支架，電極板支架下方設(shè)有柱形陽極和板 形陰極，電催化氧化槽下部設(shè)有內(nèi)介質(zhì)支撐，內(nèi)介質(zhì)支撐上設(shè)有中間介質(zhì)、催化劑，內(nèi)介質(zhì) 支撐下方設(shè)有進(jìn)氣口，電催化氧化槽底部設(shè)有進(jìn)水口，溢流槽上設(shè)有出水口。所述的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置的中間介質(zhì)、催化劑中的中間介質(zhì) 為凹凸棒土和電氣石。所述的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置的中間介質(zhì)、催化劑中的催化劑 為耐酸性的磁鐵粉三氧化二鐵和針鐵礦粉。所述的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置采用鋼制，內(nèi)襯玻璃鋼纖維與環(huán)氧 樹脂防腐。所述裝置的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水方法是有機(jī)廢水用硫酸或氫氧化鈉先 調(diào)節(jié)PH使其呈酸性，然后有機(jī)廢水由多相電催化氧化槽底部進(jìn)入多相電催化氧化槽內(nèi)，同 時(shí)，廢水中加入氧化劑，其中氧化劑為雙氧水、空氣、二氧化氯和高錳酸鉀，在電催化氧化槽內(nèi)進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)時(shí)間為2 8h，電極間的直流電壓為5 15V，電流 密度為2 20mA/cm2，反應(yīng)后的廢水加液堿或石灰水調(diào)節(jié)pH值至7，再進(jìn)入沉淀池沉淀，沉 淀后的廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理。所述的有機(jī)廢水由多相電催化氧化槽底部進(jìn)入多相電催化氧化槽的進(jìn)水方式為 連續(xù)或間歇進(jìn)出水。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果 (1)實(shí)現(xiàn)了在酸性條件下的多相電催化氧化。(2)使用了耐酸的催化劑。(3)電極材料選用了半導(dǎo)體介質(zhì)，提高了處理效率。(4)處理流程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。


圖1為本發(fā)明的電催化氧化裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中，電催化氧化槽1、電極板支架2、柱形陽極3、板形陰極4、中間介質(zhì)、催化劑5、 進(jìn)水口 6、進(jìn)氣口 7、出水口 8、槽體支撐9、內(nèi)介質(zhì)支撐10和溢流槽11。
具體實(shí)施例方式多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置包括電催化氧化槽1、電極板支架2、柱 形陽極3、板形陰極4、中間介質(zhì)、催化劑5、進(jìn)水口 6、進(jìn)氣口 7、出水口 8、槽體支撐9、內(nèi)介質(zhì) 支撐10和溢流槽11 ；電催化氧化槽1下端設(shè)有槽體支撐9，電催化氧化槽1上端設(shè)有溢流 槽11和電極板支架2，電極板支架2下方設(shè)有柱形陽極3和板形陰極4，電催化氧化槽1下 部設(shè)有內(nèi)介質(zhì)支撐10，內(nèi)介質(zhì)支撐10上設(shè)有中間介質(zhì)、催化劑5，內(nèi)介質(zhì)支撐10下方設(shè)有 進(jìn)氣口 7，電催化氧化槽1底部設(shè)有進(jìn)水口 6，溢流槽11上設(shè)有出水口 8。所述的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置的中間介質(zhì)、催化劑5中的中間介 質(zhì)為凹凸棒土和電氣石。所述的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置的中間介質(zhì)、催化劑5中的催化劑 為耐酸性的磁鐵粉四氧化三鐵和針鐵礦粉。所述的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置采用鋼制，內(nèi)襯玻璃鋼纖維與環(huán)氧 樹脂防腐。所述裝置的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水方法是有機(jī)廢水用硫酸或氫氧化鈉先 調(diào)節(jié)PH使其呈酸性，然后有機(jī)廢水由多相電催化氧化槽底部進(jìn)入多相電催化氧化槽內(nèi)，同 時(shí)，廢水中加入氧化劑，其中氧化劑為雙氧水、空氣、二氧化氯和高錳酸鉀，在電催化氧化槽 內(nèi)進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)時(shí)間為2 8h，電極間的直流電壓為5 15V，電流 密度為2 20mA/cm2，反應(yīng)后的廢水加液堿或石灰水調(diào)節(jié)pH值至7，再進(jìn)入沉淀池沉淀，沉 淀后的廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理。所述的有機(jī)廢水由多相電催化氧化槽底部進(jìn)入多相電催化氧化槽的進(jìn)水方式為 連續(xù)或間歇進(jìn)出水。所述裝置的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水具體操作方法先用硫酸或氫氧化鈉調(diào) 節(jié)有機(jī)廢水的PH值，一般控制在1 3。將調(diào)整好pH值的廢水通過耐腐蝕污水泵打入多
4相電催化氧化槽內(nèi)進(jìn)行催化氧化，氧化時(shí)間為2 》!，電極間的直流電壓為5 15V，電 流密度為2 20mA/cm2，可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)及處理程度進(jìn)行調(diào)整。電極為石墨加載二 氧化鈦；催化劑為耐酸性的磁鐵粉四氧化三鐵和針鐵礦粉。中間介質(zhì)為凹凸棒土和電氣石； 投加比例為1:1 5:1，投加量為總?cè)莘e的20 60% ；氧化劑為雙氧水、空氣、二氧化氯和 高錳酸鉀。在外加電場(chǎng)的作用下，進(jìn)行多相電催化氧化利用具有助催化與吸附功能的中間 介質(zhì)如凹凸棒土和電氣石將有機(jī)污染物富集到介質(zhì)表面；由于各種吸附介質(zhì)的吸附能力和 吸附范圍不同，可以吸附各類污染物。污染物從水相連續(xù)富集到固相表面，在常溫、常壓條 件下，可以在氧化劑、催化劑、電場(chǎng)的多重協(xié)同作用下連續(xù)快速的被分解，改變了廢水中特 征污染物如苯環(huán)、雜環(huán)等的結(jié)構(gòu)，使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子或二氧化碳和水，從而達(dá)到 連續(xù)高效處理有機(jī)物的目的，也可以提高廢水的可生化性。多相電催化氧化反應(yīng)后的廢水 PH值可以提高到4 6，加液堿或石灰水調(diào)節(jié)pH值至7 8，再進(jìn)入沉淀池沉淀，沉淀后的 廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理。電催化氧化機(jī)理在電催化體系中有強(qiáng)氧化性的活性物質(zhì)存在，這些活性物質(zhì)包 括H2O2、O3、HO_、HO2_、O2_。以及溶劑化電子 等，若溶液中有Cl_存在，還可能有C12、HC10_及 ClO-等氧化劑存在。這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)的存在，能夠大大提高降解有機(jī)物的能力。表1列 出了部分強(qiáng)氧化性物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)。表1強(qiáng)氧化性物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)表
權(quán)利要求
1.一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置，其特征在于包括電催化氧化槽(1)、 電極板支架(2)、柱形陽極(3)、板形陰極(4)、中間介質(zhì)、催化劑(5)、進(jìn)水口(6)、進(jìn)氣口 (7)、出水口(8)、槽體支撐(9)、內(nèi)介質(zhì)支撐(10)和溢流槽(11)；電催化氧化槽(1)下端設(shè) 有槽體支撐(9 )，電催化氧化槽(1)上端設(shè)有溢流槽(11)和電極板支架(2 )，電極板支架(2 ) 下方設(shè)有柱形陽極(3)和板形陰極(4)，電催化氧化槽(1)下部設(shè)有內(nèi)介質(zhì)支撐(10)，內(nèi)介 質(zhì)支撐(10)上設(shè)有中間介質(zhì)、催化劑(5)，內(nèi)介質(zhì)支撐(10)下方設(shè)有進(jìn)氣口(7)，電催化氧 化槽(1)底部設(shè)有進(jìn)水口(6)，溢流槽(11)上設(shè)有出水口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置，其特征在于所 述的中間介質(zhì)、催化劑(5)中的中間介質(zhì)為凹凸棒土和電氣石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置，其特征在于所 述的中間介質(zhì)、催化劑(5)中的催化劑為耐酸性的磁鐵粉四氧化三鐵和針鐵礦粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置，其特征在于所 述的電催化氧化槽(1)采用鋼制，內(nèi)襯玻璃鋼纖維與環(huán)氧樹脂防腐。
5.一種使用如權(quán)利要求1所述裝置的多相電催化氧化處理有機(jī)廢水方法，其特征在于 有機(jī)廢水用硫酸或氫氧化鈉先調(diào)節(jié)PH使其呈酸性，然后有機(jī)廢水由多相電催化氧化槽底 部進(jìn)入多相電催化氧化槽內(nèi)，同時(shí)，廢水中加入氧化劑，其中氧化劑為雙氧水、空氣、二氧化 氯和高錳酸鉀，在電催化氧化槽內(nèi)進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)時(shí)間為2 8h，電極 間的直流電壓為5 15V，電流密度為2 20mA/cm2，反應(yīng)后的廢水加液堿或石灰水調(diào)節(jié)pH 值至7，再進(jìn)入沉淀池沉淀，沉淀后的廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水方法，其特征在于所述的 有機(jī)廢水由多相電催化氧化槽底部進(jìn)入多相電催化氧化槽的進(jìn)水方式為連續(xù)或間歇進(jìn)出 水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多相電催化氧化處理有機(jī)廢水槽型裝置及其方法。它包括電催化氧化槽、電極板支架、柱形陽極、板形陰極、中間介質(zhì)、催化劑、進(jìn)水口、進(jìn)氣口、出水口、槽體支撐、內(nèi)介質(zhì)支撐和溢流槽。酸性有機(jī)廢水進(jìn)入多相電催化氧化槽內(nèi)，同時(shí)加入氧化劑，在電催化氧化槽內(nèi)進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)。電極為石墨加載二氧化鈦；催化劑為耐酸性的磁鐵粉和針鐵礦粉。中間介質(zhì)為凹凸棒土和電氣石；氧化劑為雙氧水、空氣、二氧化氯和高錳酸鉀。反應(yīng)后的廢水加液堿或石灰水調(diào)節(jié)pH值至7，再進(jìn)入沉淀池沉淀，沉淀后的廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理。本發(fā)明具有處理效率高、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/72GK102126778SQ201110028360
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者張鋼, 李欲如, 梅榮武, 沈浙萍, 韋彥斐 申請(qǐng)人:浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院