專利名稱：超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置及工藝。
背景技術：
難降解廢水有機污染物濃度高、毒性大、成分復雜、可生化性差，常規(guī)工藝難以實現達標排放，對環(huán)境造成嚴重危害，被公認為污水處理難題。近年來發(fā)展了許多高級氧化技術處理難降解廢水，其中電Fenton法是利用電化學法產生H2O2和Fe2+作為Fenton試劑的持續(xù)來源，利用H2O2和Fe2+之間相互作用立即生成具有高反應活性的羥基自由基( OH),.0H具有強氧化性，可與大多數廢水中的有機物作用使其降解，并且反應快速、降解較徹底，因此電Fenton法不僅可高效、快速處理廢水，而且還可節(jié)省Fenton試劑費用，應用過程中設備簡單，過程可控，具有一定的應用前景。根據電生成Fenton試劑方法的不同，電Fenton法可分為犧牲陽極電Fenton法、陰極電Fenton法、利用電極反應生成Fenton試劑方法等，各種方法均有研究的報道。對于陰極電Fenton法而言，目前主要是研制對O2生成H2O2具體高催化作用、大O2接觸面積的陰極材料，對反應器研究的很少。但陰極電Fenton法處理廢水時O2在廢水中傳質受阻，廢水中Fe2+和H2O2傳輸過程中易產生濃差極化，離子間傳質受阻，這些均影響著處理效率。因此研制高傳質效率的電Fenton反應裝置及其工藝是電Fenton法處理難降解廢水亟待解決的問題之一，目前還未有此方面的研究報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決陰極電Fenton法處理難降解廢水時傳質受限的難題，提供了一種超重力多級陰極電 Fenton法處理難降解廢水的裝置及工藝。本發(fā)明采用如下的技術方案實現:
超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置，包括內附絕緣層的不銹鋼外殼，外殼內置若干圓筒陰極及陰極連接盤和若干圓筒陽極及陽極連接盤，圓筒陽極和圓筒陰極同心交替排列，各圓筒陰極底端可拆卸式連接于陰極連接盤，各圓筒陽極頂端可拆卸式連接于陽極連接盤，各圓筒陰極的自由端與陽極連接盤之間以及各圓筒陽極的自由端與陰極連接盤之間均留有距離，圓筒陽極及陽極連接盤相對外殼靜止，陰極連接盤中心連接可高速旋轉的轉軸，陰極連接盤上布有進氣孔，陰極連接盤底部設置氣體流通室，進氣孔與氣體流通室連通，氣體流通室與穿過外殼設置的氣體進口管連接，外殼頂部設置有氣體出口管，陽極連接盤的中心開孔連接穿過外殼設置的廢水進口管，廢水進口管與廢水儲槽相連，夕卜殼底部設置有廢水出口管。圓筒陰極和圓筒陽極高度相等，各圓筒陰極距離陽極連接盤的距離與各圓筒陽極距離陰極連接盤的距離相等，其距離為圓筒高度的1/10 1/4。圓筒陽極材料選取采用鈦基涂層材料、石墨或二氧化鉛涂層材料；圓筒陰極材料采用石墨、不銹鋼或不銹鋼上覆蓋活性碳纖維材料。所述的同心交替排列的陽極連接盤上所連接的同心圓筒陽極和陰極連接盤上所連接的同心圓筒陰極的個數，根據廢水停留時間和流量大小來確定，反應裝置的尺寸也由此可確定。各圓筒陽極與陽極連接盤之間以及各圓筒陰極與陰極連接盤之間均可自由拆卸，可根據處理要求更換所需材料的電極。所述的進氣孔在陰極連接盤上呈輻射狀、均勻分布，開孔率0.01% 0.03%,進氣孔在陰極連接盤上位于所連接的各個圓筒陽極和各個圓筒陰極之間形成的各個環(huán)隙當中，并且靠近各個圓筒陰極的周邊分布，陰極連接盤及其上布置的進氣孔構成氣體分布器。超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的工藝，基于上述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置完成，利用旋轉的陰極連接盤及圓筒陰極和靜止的陽極連接盤及圓筒陽極，加上通入的氧氣，以及投加的亞鐵鹽組成超重力多級陰極電Fenton反應體系；反應步驟如下:
投加酸性溶液調節(jié)廢水PH值在2.5 3.5范圍內，根據廢水中有機物的濃度大小投加相應量的亞鐵鹽，亞鐵鹽可選擇FeSO4.7H20，廢水中的COD與投加的FeSO4.7H20的質量比為0.6 1.6。通過調節(jié)轉速500r/mirTl000r/min營造超重力環(huán)境，每立方米廢水中去除每千克的COD需通入0.05m3 0.1m3的氧氣進入氣體流通室，由進氣孔分布后進入超重力多級陰極電Fenton反應裝置中，在超重力作用下，廢水由裝置中心沿徑向通過超重力多級陰極電Fenton反應裝置進而得以降解，處理后的廢水由裝置的外殼收集后，從廢水出口管流出，或循環(huán)處理，或進入下一步處理或排放；廢水處理完畢后，裝置中產生的氣體由氣相出口管排出或收集。本發(fā)明圓筒陽極和圓筒陰極同心交替排列，構成多級電Fenton反應裝置。依靠與轉軸連接的陰極連接盤及同心圓筒陰極旋轉形成超重力環(huán)境，以強化廢水反應傳質過程，消除濃差極化，加快處理速率。

本發(fā)明采用超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水。通入的氧氣在陰極上被還原成H2O2,見式(I)。投加的亞鐵鹽與陰極產生的H2O2在pH值為2.5 3.5范圍內發(fā)生Fenton反應生成.0H和Fe3+，見式(5)。其中生成的.0H將廢水中的有機物降解，見式
(6);生成的Fe3+在陰極會還原成Fe2+，見式(2)。式(I)中的O2可以通過通入氧氣提供，也可通過H2O在陽極氧化產生，見反應式(3)。這樣H2O2可在陰極連續(xù)產生，見式(I )，因此保證了 Fenton反應持續(xù)發(fā)生，.0H的持續(xù)生成，見式(5)。式(6)中的.0Η可由式(5)產生，也可由式(4) H2O在陽極氧化產生。涉及到的化學反應如下:
陰極:02+2e+2H+ —H2O2 (I)
Fe3++e — Fe2+ (2)
陽極:2H20-4e —02+4H+ (酸性介質) (3)
2H20-2e — 2.0H+2H+ (酸性介質)(4)
Fenton 反應:H202+Fe2+ — Fe3++0H>.0H (5)
有機物降解:.0H+有機物一C02+H20+小分子有機物 (6)
本發(fā)明所述的工藝在上述裝置中發(fā)生上述的化學反應(I) - (6)使廢水得以降解。本發(fā)明相對現有技術具有如下有益效果:1、本發(fā)明的超重力多級陰極電Fenton反應裝置增設了通入氣體的相關設置，如氣體進口管、氣體流通室、進氣孔及其與陰極連接盤形成的氣體分布器。此結構可使裝置不僅適用于電解反應，而且適用于電Fenton反應，擴大了裝置的應用范圍。其中所發(fā)明的進氣孔在陰極連接盤上呈輻射狀、均勻分布。為保證進氣量和陰極連接盤的機械強度，開孔率控制在0.01% 0.03%。進氣孔在陰極連接盤上位于所連接的各個圓筒陽極和各個圓筒陰極之間形成的各個環(huán)隙(分布環(huán))當中，并且靠近各個圓筒陰極的周邊分布。陰極連接盤及其上布置的進氣孔構成氣體分布器，氧氣不經氣體分布器而直接通入時，氣體大都會沿軸向運動，徑向的氣體分布會不均勻，甚至會徑向分布短路，而通入的氧氣經各個同心分布環(huán)中的進氣孔分布后會保證徑向氣相分布的均勻，尤其是在超重力場中當受到離心力的作用時，徑向分布會更趨于均勻化，這樣會最大程度的保證通入的氧氣在各個圓筒陰極上發(fā)生還原反應生產H2O2，提高氧氣的利用率和H2O2的生產率，從而提高處理效率，同時氣體經各個分布環(huán)的進氣孔噴入時會加強廢水的湍流強度，強化反應傳質過程，避免濃差極化，本發(fā)明的氣體分布器，有效利用了電極連接盤，將氣體分布器與電極連接盤合二為一，結構簡單、制作成本低、可使反應效果增強，生產效率提高。2、本發(fā)明中裝置外殼的材料為不銹鋼，外殼內附絕緣層，而現有常用的是有機玻璃外殼。本發(fā)明的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的工藝需向裝置中通入氣體，這樣首先有機玻璃外殼的密封性不如不銹鋼，會發(fā)生漏氣現象；再者當設備中通入的氣體達到一定氣量時，有機玻璃外殼易漲裂，而不銹鋼外殼則可避免此問題。使用內附絕緣層的不銹鋼外殼以保證使用安全。3、本發(fā)明中使用的圓筒陽極的材料不一定需用現有的裝置所用的鈦基涂層材料來防止電解法反應過程中陽極上的析氧競爭反應。因為陽極析出的氧氣可以在陰極還原成H2O2而變不利為有利。二者處理方法不同，電極材料選用也不同。前期研制的工藝依靠的是電解技術，主要是靠陽極氧化有機物，但陽極易發(fā)生析氧競爭反應，析出的氧氣會以氣泡的形式附著于陽極表面從而降低陽極活性，影響電解效率，所以為了防止陽極上的氣泡附著，陽極連接盤中心連接高速旋轉的轉軸以帶動陽極旋轉比較合適。而本發(fā)明的工藝涉及到電Fenton反應過程，雖陽極也會存在析氧反應，但主要是靠陰極上的O2還原成H2O2的反應以維持反應的持續(xù)進行，為了防止陰極界面層溶液的濃差極化，陰極連接中心連接高速旋轉的轉軸以帶動陰極旋轉 比較合適。這樣依靠電極結構和電極運動營造超重力環(huán)境的研究還未見在陰極電Fenton反應過程中使用。4、旋轉圓筒陽極及陽極連接盤、靜止的圓筒陰極及陰極連接盤，經氣體分布器通入氧氣，以及投加的亞鐵鹽組成超重力多級陰極電Fenton反應體系。依靠超重力場中產生的強大剪切力使電Fenton反應過程中產生的氣體的線速度得到提高來加快氣泡的脫離，維持電極有效活化面積，提高電極表面的傳質速率，并且可以促進氣體在廢水中傳質，如陽極析出O2可立即在陰極還原成H2O2而變不利為有利。同時超重力技術的微觀混合性能使得廢水中的Fe2+和陰極產生的H2O2在廢水傳輸過程中的濃差極化消除，也使二者之間以及廢水中其它離子之間的傳質過程得以強化。利用該工藝可使廢水的處理效率提高。利用該裝置，可使傳統(tǒng)的電Fenton反應裝置的傳質受限的問題能得到很好的解決。5、超重力陰極電Fenton法處理難降解廢水過程，相比常重力條件下電Fenton反應過程,在轉速500r/mirTl000r/min時，槽電壓可降低3% 15%，處理時間可縮短20% 60%以上，污染物去除率可提高5°/Γ20%。綜上所述，超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置和工藝不僅可強化傳統(tǒng)的陰極電Fenton反應的傳質過程，加快反應速度，而且氧氣利用率、H2O2的生產率，處理效率均會提高，生產時可連續(xù)操作，持液量小、負荷低，設備小，能耗低。目前還未有該結構的裝置和該技術的工藝在廢水處理中的應用。


圖1是超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的工藝流程圖，
圖2是超重力多級陰極電Fenton反應裝置剖面圖，
圖3是電極及電極連接盤俯視圖，
圖中:1_超重力多級陰極電Fenton反應裝置，2-閥門I，3-電化學反應控制系統(tǒng)或直流穩(wěn)壓電源，4-閥門II，5-廢水貯槽，6-閥門III，7-泵，8-閥門IV，9-流量計，10-閥門V ；1.1-外殼，1.2-陰極連接盤，1.3-氣體進口管，1.4-圓筒陰極，1.5-圓筒陽極，1.6-陽極連接盤，1.7-廢水進口管，1.8-氣體出口管，1.9-進氣孔，1.10-氣體流通室，1.11-廢水出口管，1.12-轉軸，1.13-滑環(huán)。
具體實施例方式超重力多級陰極電Fenton反應裝置包括:陽極連接盤及圓筒陽極、陰極連接盤及圓筒陰極、處理前廢水中投加酸性溶液和亞鐵鹽、通入氧氣在陰極還原生成H2O2組成電Fenton反應裝置。圓筒陽極和圓筒陰極同心交替排列，構成多級電Fenton反應裝置。反應過程中，廢水連續(xù)進入多級電Fenton反應裝置，陽極及陽極連接盤呈靜止狀態(tài)，陰極及陰極連接盤在中心轉軸帶動下高速旋轉，形成超重力多級電Fenton反應過程。超重力環(huán)境的營造可強化廢水降解中的傳質過程。進一步說,如圖1、圖2、圖3所示,本發(fā)明所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置，包括內附絕緣層的不銹鋼外殼1.1，外殼1.1內置若干圓筒陰極1.4及陰極連接盤1.2和若干圓筒陽極1.5及陽極連接盤1.6，圓筒陽極1.5和圓筒陰極1.4同心交替排列，各圓筒陰極1.4底端可拆卸式連接于陰極連接盤1.2，各圓筒陽極1.5頂端可拆卸式連接于陽極連接盤1.6，各圓筒陰極1.4的自由端與陽極連接盤1.6之間以及各圓筒陽極1.5的自由端與陰極連接盤1.2之間均留有距離，圓筒陽極1.5及陽極連接盤1.6相對外殼1.1靜止，陰極連接盤1.2中心連接可高速旋轉的轉軸1.12，陰極連接盤1.2上布有進氣孔1.9，陰極連接盤1.2底部設置氣體流通室1.10，進氣孔與氣體流通室連通，氣體流通室1.10與穿過外殼1.1設置的氣體進口管1.3連接，外殼1.1頂部設置有氣體出口管
1.8，陽極連接盤1.6的中心開孔連接穿過外殼1.1設置的廢水進口管1.7，廢水進口管1.7與廢水儲槽5相連，外殼1.1底部設置有廢水出口管1.11。所述的圓筒陰極1.4和圓筒陽極1.5高度相等，各圓筒陰極1.4距離陽極連接盤1.6的距離與各圓筒陽極1.5距離陰極連接盤1.2的距離相等，其距離為圓筒高度的1/10 1/4。所述的圓筒陽極 1.5材料選取采用鈦基涂層材料、石墨或二氧化鉛涂層材料；圓筒陰極1.4材料采用石墨、不銹鋼或不銹鋼上覆蓋活性碳纖維材料。
所述的進氣孔1.9在陰極連接盤1.2上呈輻射狀、均勻分布，開孔率0.01% 0.03%，進氣孔在陰極連接盤上位于所連接的各個圓筒陽極和各個圓筒陰極之間形成的各個環(huán)隙當中，并且靠近各個圓筒陰極的周邊分布，陰極連接盤1.2及其上布置的進氣孔1.9構成氣體分布器。超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置中，轉軸1.12帶動陰極連接盤1.2轉動，通過調節(jié)轉速來控制超重力因子。陽極連接盤1.6和廢水進口管1.7連接，呈靜態(tài)固定。陽極1.5和陰極1.4接線通過滑環(huán)1.13分別連接至電化學反應控制系統(tǒng)或直流穩(wěn)壓電源3的正負極上。進一步說,本發(fā)明所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的工藝,步驟如下向廢水貯槽5中投加酸性溶液調節(jié)廢水初始pH值，然后投加亞鐵鹽。開啟電化學反應控制系統(tǒng)或直流穩(wěn)壓電源3后，廢水經廢水貯槽5、泵7加壓、閥門8調節(jié)流量、流量計9計量流量后，由廢水進口管1.7進入超重力多級電Fenton反應裝置I中。氧氣通過開啟閥門2從氣體進口管1.3進入氣 體流通室1.10，經進氣孔1.9進入超重力多級電Fenton反應裝置I中。廢水中投加的亞鐵鹽和通入的氧氣在陽極連接盤1.6上連接的圓筒陽極1.5和陰極連接盤1.2上連接的圓筒陰極1.4上發(fā)生氧化還原反應生成Fenton試劑從而降解廢水。通過調節(jié)轉速來控制不同的超重力場大小。降解后的廢水經外殼1.1收集，由廢水出口管1.11流出，或經閥門4排放或進行下一步處理，或流至廢水貯槽5循環(huán)降解廢水。廢水處理結束后，廢水貯槽5中的廢水經閥門6排放，氣體由氣相出口管1.8、閥門10排放或收集。本發(fā)明所述工藝實施例1:超重力多級陰極電Fenton反應裝置及其工藝處理石油化工廠難降解含酚廢水
超重力多級陰極電Fenton反應裝置的外殼由不銹鋼材料制成，內襯絕緣層。內徑400mm,高240mm。同心圓筒陽極材料為鈦基鍍氧化物，同心圓筒陰極材料為石墨，陰陽電極間距10mm，陰極或陽極電極個數9個，電極高度120mm，圓筒陰極距陽極連接盤距離與圓筒陽極距陰極連接距離相等為10mm。難降解含酚廢水中初始COD含量為3700mg/L。處理前廢水貯槽中投WH2SO4溶液調節(jié)廢水初始PH值為3，投加FeSO4.7H20 4g。開啟直流穩(wěn)壓電源，廢水由廢水進口管進入超重力多級陰極電Fenton反應裝置中。通入氧氣，待氣量達到要求穩(wěn)定后，調節(jié)轉速500r/min。反應后廢水流經廢水貯槽中繼續(xù)循環(huán)處理。處理IOmin后，廢水COD去除率可達81%左右。而在常重力條件下陰極電Fenton反應30min后，廢水COD去除率僅74%左右。采用超重力多級陰極電Fenton反應裝置及工藝可明顯加強常重力條件下，即傳統(tǒng)電Fenton反應的傳質過程，使得處理難降解廢水時，處理時間大大縮短，降解效果明顯提高。本發(fā)明所述工藝實施例2:超重力多級犧牲陽極電Fenton反應裝置及其工藝處理含有機憐殺蟲劑的廢水
超重力多級陰極電Fenton反應裝置的外殼由不銹鋼材料制成，內襯絕緣層。內徑300mm,高200mm。同心圓筒陽極材料為二氧化鉛涂層材料，同心圓筒陰極材料為石墨，陰陽電極間距10mm，陰極或陽極電極個數6個，電極高度100mm，圓筒陰極距陽極連接盤距離與圓筒陽極距陰極連接距離相等為10mm。難降解含有機磷殺蟲劑的廢水中初始COD含量為1700mg/L。處理前廢水貯槽中投加H2SO4溶液調節(jié)廢水初始pH值為2.5，投加FeSO4.7H20 2.5g。開啟直流穩(wěn)壓電源，廢水由廢水進口管進入超重力多級陰極電Fenton反應裝置中。通入氧氣，待氣量達到要求穩(wěn)定后，調節(jié)轉速800r/min。反應后廢水流經廢水貯槽中繼續(xù)循環(huán)處理。處理IOmin后，廢水COD去除率可達75.3%左右。而在常重力條件下陰極電Fenton反應30min后，廢水COD去除率僅62.5%左右。采用超重力多級陰極電Fenton反應裝置及工藝可明顯加強常重力條件下，即傳統(tǒng)電Fenton反應的傳質過程，使得處理難降解廢水時時間縮短，效果提高。本發(fā)明所述工藝實施例3:超重力多級犧牲陽極電Fenton反應裝置及其工藝處理有機染料工業(yè)廢水
超重力多級陰極電Fenton反應裝置的外殼由不銹鋼材料制成，內襯絕緣層。內徑200mm,高140mm。同心圓筒陽極材料為石墨，同心圓筒陰極材料為不銹鋼上覆蓋活性碳纖維材料，陰陽電極間距6mm，陰極或陽極電極個數5個，電極高度80mm，圓筒陰極距陽極連接盤距離與圓筒陽極距陰極連接距離相等為8mm。難降解有機染料工業(yè)廢水中初始COD含量為630mg/L。處理前廢水貯槽中投加H2SO4溶液調節(jié)廢水初始pH值為3.5，投加FeSO4.7H20 Igo開啟直流穩(wěn)壓電源，廢水由廢水進口管進入超重力多級陰極電Fenton反應裝置中。通入氧氣，待氣量達到要求穩(wěn)定后，調節(jié)轉速1000r/min。反應后廢水流經廢水貯槽中繼續(xù)循環(huán)處理。處理IOmin后，廢水COD去除率可達83.4%左右，尤其對廢水色度的去除效果很好，可達92.6%。而在常重力條件下陰極電Fenton反應30min后，廢水COD去除率僅75.2%左右，色度的去除率為79.6%。采用超重力多級陰極電Fenton反應裝置及工藝可明顯加強常重力條件下，即傳統(tǒng)電Fenton反應的傳質過程，使 得處理難降解廢水時時間縮短，效果提高。
權利要求
1.一種超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置，其特征在于包括內附絕緣層的不銹鋼外殼(1.1)，外殼(1.0內置若干圓筒陰極(1.4)及陰極連接盤(1.2)和若干圓筒陽極(1.5)及陽極連接盤(1.6)，圓筒陽極(1.5)和圓筒陰極(1.4)同心交替排列，各圓筒陰極(1.4)底端可拆卸式連接于陰極連接盤(1.2)，各圓筒陽極(1.5)頂端可拆卸式連接于陽極連接盤(1.6)，各圓筒陰極(1.4)的自由端與陽極連接盤(1.6)之間以及各圓筒陽極(1.5)的自由端與陰極連接盤(1.2)之間均留有距離，圓筒陽極(1.5)及陽極連接盤(1.6)相對外殼(1.1)靜止，陰極連接盤(1.2)中心連接可高速旋轉的轉軸(1.12)，陰極連接盤(1.2)上布有進氣孔(1.9)，陰極連接盤(1.2)底部設置氣體流通室(1.10)，進氣孔與氣體流通室連通，氣體流通室(1.10)與穿過外殼(1.1)設置的氣體進口管(1.3)連接，外殼(1.1)頂部設置有氣體出口管(1.8)，陽極連接盤(1.6)的中心開孔連接穿過外殼(1.1)設置的廢水進口管(1.7)，廢水進口管(1.7)與廢水儲槽(5)相連，外殼(1.1)底部設置有廢水出口管(1.11)。
2.根據權利要求1所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置，其特征在于所述的圓筒陰極(1.4)和圓筒陽極(1.5)高度相等，各圓筒陰極(1.4)距離陽極連接盤(1.6)的距離與各圓筒陽極(1.5)距離陰極連接盤(1.2)的距離相等，其距離為圓筒高度的.1/10 1/4。
3.根據權利要求1或2所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置，其特征在于所述的圓筒陽極(1.5)材料選取采用鈦基涂層材料、石墨或二氧化鉛涂層材料；圓筒陰極(1.4)材料采用石墨、不銹鋼或不銹鋼上覆蓋活性碳纖維材料。
4.根據權利要求3所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置，其特征在于所述的進氣孔(1.9)在陰極連接盤(1.2)上呈輻射狀、均勻分布，開孔率0.01% .0.03%，進氣孔在陰極連接盤上位于所連接的各個圓筒陽極和各個圓筒陰極之間形成的各個環(huán)隙當中，并且靠近各個圓筒陰極的周邊分布，陰極連接盤(1.2)及其上布置的進氣孔(1.9)構成氣體分布器。
5.一種超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的工藝，基于如權利要求4所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置完成，其特征在于利用旋轉的陰極連接盤及圓筒陰極和靜止的陽極連接盤及圓筒陽極，加上通入的氧氣，以及投加的亞鐵鹽組成超重力多級陰極電Fenton反應體系；反應步驟如下: 投加酸性溶液調節(jié)廢水pH值在2.5 3.5范圍內，根據廢水中有機物的濃度大小投加相應量的亞鐵鹽，通過調節(jié)轉速500r/min 1000r/min營造超重力環(huán)境,每立方米廢水中去除每千克的COD需通入0.05m3 0.1m3的氧氣進入氣體流通室，由進氣孔分布后進入超重力多級陰極電每Fenton反應裝置中，在超重力作用下，廢水由裝置中心沿徑向通過超重力多級陰極電Fenton反應裝置進而得以降解，處理后的廢水由裝置的外殼收集后，從廢水出口管流出，或循環(huán)處理，或進入下一步處理或排放；廢水處理完畢后，裝置中產生的氣體由氣相出口管排出或收集。
6.根據權利要求5所述的超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的工藝，其特征在于所述的亞鐵鹽為FeSO4.7H20， 廢水中的COD與投加的FeSO4.7H20的質量比為0.6 .1.6。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種超重力多級陰極電Fenton法處理難降解廢水的裝置及工藝，解決了陰極電Fenton法處理難降解廢水時傳質受限的難題。所述裝置，圓筒陽極及陽極連接盤相對外殼靜止，陰極連接盤中心連接可高速旋轉的轉軸，陰極連接盤上布有進氣孔，陰極連接盤底部設置氣體流通室。所述工藝，利用旋轉的陰極連接盤及圓筒陰極和靜止的陽極連接盤及圓筒陽極，加上通入的氧氣，以及投加的亞鐵鹽組成超重力多級陰極電Fenton反應體系。本發(fā)明不僅可強化陰極電Fenton反應的傳質過程，加快反應速度，而且氧氣利用率、H2O2的生產率，處理效率均會提高，生產時可連續(xù)操作，持液量小、負荷低，設備小，能耗低。
文檔編號C02F1/38GK103145217SQ201310101628
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權日2013年3月27日
發(fā)明者劉有智, 高璟, 張巧玲, 焦緯洲, 祁貴生, 袁志國, 栗秀萍, 申紅艷, 王建偉 申請人:中北大學