本實(shí)用新型涉及有機(jī)物降解設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及的是一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備。

背景技術(shù)：

高鐵酸鹽是一種新型的強(qiáng)氧化劑，在廢水處理中可以有效降解水中的有機(jī)物，同時(shí)可以起到脫色、除臭、絮凝沉降的作用，且具有見效快、無(wú)殘留毒性和不對(duì)水體造成二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，具有重要的研究開發(fā)和推廣前景。

目前合成高鐵酸鹽的方法主要有高溫熔融氧化法、次氯酸鹽氧化法和電解法，相對(duì)于高溫熔融氧化法和次氯酸鹽氧化法，電解法操作簡(jiǎn)單，且操作過(guò)程相對(duì)安全可靠。

在有機(jī)物降解工藝中，通常都是先合成出高鐵酸鹽，再將合成出的高鐵酸鹽濃縮到一定濃度后，才能加入到有機(jī)物降解設(shè)備中對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，高鐵酸鹽的合成、濃縮和對(duì)有機(jī)物的降解過(guò)程都是分開進(jìn)行的，存在操作復(fù)雜、設(shè)備占用空間大、降解成本高及降解效率低等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊合理，能夠?qū)⒑铣傻母哞F酸鹽直接在線用于有機(jī)物的降解，降解效果好，降解效率高。

為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，包括外殼和分別設(shè)置在所述外殼內(nèi)的高鐵酸鹽合成裝置、靜電分離裝置、降解反應(yīng)裝置以及過(guò)濾槽，所述外殼內(nèi)設(shè)置有一隔板，所述隔板將所述外殼內(nèi)的空間分成前腔室和后腔室，所述高鐵酸鹽合成裝置、所述降解反應(yīng)裝置以及所述過(guò)濾槽分別設(shè)置在所述前腔室內(nèi)，所述靜電分離裝置設(shè)置在所述后腔室內(nèi)，所述高鐵酸鹽合成裝置設(shè)置在所述降解反應(yīng)裝置的上方，所述過(guò)濾槽設(shè)置在所述降解反應(yīng)裝置的一側(cè)；

所述高鐵酸鹽合成裝置為雙陰極電解室，所述雙陰極電解室設(shè)置有多根用于補(bǔ)充堿液的進(jìn)液管和多根供高鐵酸鹽溶液流出的出液管，所述進(jìn)液管的進(jìn)液端通過(guò)導(dǎo)管連接有一堿液槽，所述出液管的出液端通過(guò)導(dǎo)管與所述靜電分離裝置連接，所述靜電分離裝置上設(shè)置有待濃縮液進(jìn)口、濃縮液出口以及淡液出口，所述濃縮液出口通過(guò)導(dǎo)管與所述降解反應(yīng)裝置連接，所述雙陰極電解室內(nèi)還設(shè)置有多根用于廢棄堿液流出的廢液管，所述廢液管通過(guò)導(dǎo)管連接有一廢液槽。

所述雙陰極電解室包括處于中間的陽(yáng)極室和分別位于所述陽(yáng)極室兩側(cè)的陰極室，所述陽(yáng)極室與各個(gè)所述陰極室之間設(shè)置有防止生成的高鐵酸鹽進(jìn)入所述陰極室的陽(yáng)離子交換膜，所述陰極室的陰極選用碳棒，所述陽(yáng)極室的陽(yáng)極采用鐵絲網(wǎng)。

所述靜電分離裝置包括至少一級(jí)靜電分離管，所述靜電分離管的一端設(shè)置有所述待濃縮液進(jìn)口，所述靜電分離管的另一端分別設(shè)置有所述濃縮液出口和所述淡液出口。

所述靜電分離裝置包括由上至下設(shè)置的多級(jí)濃縮靜電分離管及多級(jí)回收靜電分離管，第一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)管與所述出液管連接，第一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的淡液出口通過(guò)導(dǎo)管與第一級(jí)的所述回收靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口連接，下一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的濃縮液出口與上一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口連接，下一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口與上一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的淡液出口連接，最上級(jí)的所述濃縮靜電分離管的濃縮液出口與所述降解反應(yīng)裝置連接；第一級(jí)的所述回收靜電分離管的濃縮液出口與第一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的待濃縮液連接，下一級(jí)的所述回收靜電分離管的濃縮液出口與上一級(jí)的所述回收靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口連接，下一級(jí)的所述回收靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口與上一級(jí)的所述回收靜電分離管的淡液出口連接，最下級(jí)的所述回收靜電分離管的淡液出口通過(guò)導(dǎo)管與所述廢液槽連接。

所述高鐵酸鹽合成裝置和所述靜電分離裝置之間還連接有一緩沖罐，所述緩沖罐的入液口分別與出液管、第一級(jí)的所述回收靜電分離管的濃縮液出口以及第二級(jí)的所述濃縮靜電分離管的淡液出口連接，所述緩沖罐的出液口與第一級(jí)的所述濃縮靜電分離管的待濃縮液進(jìn)口連接。

所述降解反應(yīng)裝置為降解反應(yīng)管，所述降解反應(yīng)管內(nèi)設(shè)置有降解反應(yīng)室、以及分別與降解反應(yīng)室連通的反應(yīng)液進(jìn)口管、反應(yīng)液出口管和高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管，所述反應(yīng)液出口管與所述過(guò)濾槽連通，所述降解反應(yīng)管的底部設(shè)置有沉積物排出管，所述反應(yīng)液出口管和所述沉積物排出管上均安裝有抽離泵，所述降解反應(yīng)管的側(cè)面設(shè)置有應(yīng)急溢流口，所述應(yīng)急溢流口通過(guò)導(dǎo)管與所述過(guò)濾槽連通。

所述過(guò)濾槽內(nèi)設(shè)置有用于過(guò)濾反應(yīng)后的濾液中的雜質(zhì)的過(guò)濾濾芯。

所述堿液槽與所述進(jìn)液管連接的導(dǎo)管上安裝有定量泵。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，先在高鐵酸鹽合成裝置內(nèi)采用電化學(xué)合成高鐵酸鹽，接著直接對(duì)合成的高鐵酸鹽進(jìn)行濃縮，在靜電分離裝置內(nèi)通過(guò)利用高鐵酸鹽和堿性物質(zhì)在高壓電場(chǎng)內(nèi)電性的差異將高鐵酸鹽分離出來(lái)，從而達(dá)到濃縮高鐵酸鹽溶液的目的，最后在降解反應(yīng)裝置內(nèi)，利用高鐵酸鹽的強(qiáng)氧化性降解有機(jī)廢水中的有機(jī)物，同時(shí)由于高鐵酸鹽氧化后的產(chǎn)物羥基氧化鐵具有較強(qiáng)的絮凝吸附效果，能夠在降解反應(yīng)裝置內(nèi)沉降分離出來(lái)，由此，便連續(xù)地實(shí)現(xiàn)了高鐵酸鹽的合成以及有機(jī)物的降解過(guò)程。

因此，本實(shí)用新型一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)合成的高鐵酸鹽直接在線用于有機(jī)物的降解，設(shè)計(jì)思路巧妙合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊合理，具有較好的降解效果和較高的降解效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中外殼、高鐵酸鹽合成裝置、降解反應(yīng)裝置和過(guò)濾槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中高鐵酸鹽合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中高鐵酸鹽合成裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中靜電分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型中降解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型中降解反應(yīng)裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型中實(shí)施例一的工藝流程圖；

圖8為本實(shí)用新型中實(shí)施例二的工藝流程圖。

圖中：

外殼 1 高鐵酸鹽合成裝置 2

陽(yáng)極室 2a 陰極室 2b

陽(yáng)離子交換膜 2c 進(jìn)液管 21

出液管 22 廢液管 23

靜電分離裝置 3 濃縮靜電分離管 3a

回收靜電分離管 3b 待濃縮液進(jìn)口 31

濃縮液出口 32 淡液出口 33

降解反應(yīng)裝置 4 降解反應(yīng)室 4a

沉積物沉降區(qū) 4b 反應(yīng)液進(jìn)口管 41

反應(yīng)液出口管 42 高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管 43

沉積物排出管 44 抽離泵 441

應(yīng)急溢流口 45 過(guò)濾槽 5

過(guò)濾濾芯 51 定量泵 6

通氣管 7

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。

實(shí)施例一

一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，如圖1和圖4所示，包括外殼1和分別設(shè)置在外殼1內(nèi)的高鐵酸鹽合成裝置2、靜電分離裝置3、降解反應(yīng)裝置4以及過(guò)濾槽5，外殼1內(nèi)設(shè)置有一隔板，隔板將外殼1內(nèi)的空間分成前腔室和后腔室，過(guò)濾槽5、高鐵酸鹽合成裝置2和降解反應(yīng)裝置4設(shè)置在前腔室內(nèi)，靜電分離裝置3設(shè)置在后腔室內(nèi)，高鐵酸鹽合成裝置2設(shè)置在降解反應(yīng)裝置4的上方，過(guò)濾槽5設(shè)置在降解反應(yīng)裝置4的右側(cè)，過(guò)濾槽5內(nèi)設(shè)置有用于過(guò)濾反應(yīng)后的濾液中的雜質(zhì)的過(guò)濾濾芯51。

如圖2－3所示，高鐵酸鹽合成裝置2為雙陰極電解室，雙陰極電解室向外延伸設(shè)置有多根用于補(bǔ)充堿液的進(jìn)液管21和多根供高鐵酸鹽溶液流出的出液管22，進(jìn)液管21的進(jìn)液端通過(guò)導(dǎo)管與一堿液槽連接，堿液槽內(nèi)裝有作為電解液的KOH和NaOH，堿液槽與進(jìn)液管21連接的導(dǎo)管上安裝有用于測(cè)定電解液流量的定量泵(圖中未示出)。雙陰極電解室內(nèi)還設(shè)置有多根用于廢棄堿液流出的廢液管23，廢液管23的出液口通過(guò)導(dǎo)管連接有一用于回收廢棄堿液的廢液槽。

雙陰極電解室包括處于中間的陽(yáng)極室2a和分別位于陽(yáng)極室2a兩側(cè)的陰極室2b，陽(yáng)極室2a與各個(gè)陰極室2b之間設(shè)置有防止生成的高鐵酸鹽進(jìn)入陰極室的陽(yáng)離子交換膜2c，陰極室2b的陰極選用碳棒，陽(yáng)極室2a的陽(yáng)極采用鐵絲網(wǎng)，電解時(shí)，高鐵酸鹽在陽(yáng)極室2a生成。

如圖3和圖4所示，靜電分離裝置3為靜電分離管，靜電分離管內(nèi)形成有高壓電場(chǎng)，靜電分離管的一端設(shè)置有待濃縮液進(jìn)口31，靜電分離管的另一端分別設(shè)置有濃縮液出口32和淡液出口33。待濃縮液進(jìn)口31通過(guò)導(dǎo)管與雙陰極電解室的出液管22連接，淡液出口33通過(guò)導(dǎo)管與雙陰極電解室的其中一根進(jìn)液管21連接，淡液出口33流出的是含少量高鐵酸鹽的堿性溶液，可直接回收到雙陰極電解室用作電解液。

如圖1、圖5和圖6所示，降解反應(yīng)裝置4為降解反應(yīng)管，降解反應(yīng)管內(nèi)設(shè)置有降解反應(yīng)室4a，以及分別與降解反應(yīng)室4a連通的反應(yīng)液進(jìn)口管41、反應(yīng)液出口管42和高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管43，反應(yīng)液進(jìn)口管41與一有機(jī)廢水儲(chǔ)槽連通，高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管43與靜電分離管的濃縮液出口32連接，反應(yīng)液出口管42與過(guò)濾槽5連通，高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管43與靜電分離管的濃縮液出口32連通。反應(yīng)液進(jìn)口管41、反應(yīng)液出口管42以及高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管43上均安裝有用于測(cè)定液體流量的定量泵6。

降解反應(yīng)管的底部設(shè)置有沉積物沉降區(qū)4b，沉積物沉降區(qū)4b連接有一沉積物排出管44，沉積物排出管44上安裝有用于將沉積物抽出的抽離泵441，沉積物排出管44上還設(shè)置有用于防止沉積物排出管堵塞的通氣管7，通氣管7設(shè)置在降解反應(yīng)管的左側(cè)。

降解反應(yīng)管的側(cè)面設(shè)置有應(yīng)急溢流口45，應(yīng)急溢流口45通過(guò)導(dǎo)管與過(guò)濾槽5連通。當(dāng)降解反應(yīng)管內(nèi)的反應(yīng)液超過(guò)反應(yīng)容積時(shí)，反應(yīng)液則直接通過(guò)應(yīng)急溢流口45流入過(guò)濾槽5內(nèi)。

堿液槽、廢液槽和有機(jī)廢水儲(chǔ)槽均設(shè)置在外殼1的外部。

采用本實(shí)用新型進(jìn)行的高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解的工藝，如圖7所示，包括以下工藝流程：

(1)電化學(xué)合成高鐵酸鹽：在雙陰極電解室中進(jìn)行高鐵酸鹽的合成，堿液槽中的電解液通過(guò)進(jìn)液管流入雙陰極電解室中，控制反應(yīng)溫度為20-60℃，電解液的濃度為10-14mol/L，電流密度為40-120A/m²；

(2)高鐵酸鹽溶液的濃縮：將雙陰極電解室中生成的高鐵酸鹽溶液通入到靜電分離管中，高鐵酸鹽溶液的流速控制在1-5m/s，靜電電壓控制在100-1000V范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)靜電分離管濃縮得到的高鐵酸鹽溶液的濃度為10-20mmol/L，濃縮得到的高鐵酸鹽溶液的流量為濃縮前流量的1/2；

(3)有機(jī)廢水的降解：將濃縮得到的高鐵酸鹽溶液通入到降解反應(yīng)管內(nèi)，由靜電分離管的淡液出口流出的余下的堿性溶液流回雙陰極電解室繼續(xù)作為電解液使用，高鐵酸鹽溶液在降解反應(yīng)管內(nèi)對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行降解，控制有機(jī)廢水的流速為1-5m/s，有機(jī)廢水的流量根據(jù)有機(jī)廢水中的有機(jī)物含量作出調(diào)節(jié)，高鐵酸鹽溶液與有機(jī)廢水的流量比為3:1-1:1，降解反應(yīng)管內(nèi)通過(guò)沉降分離出高鐵酸鹽氧化后得到的羥基氧化鐵等絮凝沉淀物質(zhì)，絮凝沉淀物質(zhì)在沉積物沉降區(qū)積累并由沉積物排出管排出，降解后的有機(jī)廢水流入到過(guò)濾槽內(nèi)經(jīng)過(guò)濾后流出，便完成了在線合成高鐵酸鹽以及有機(jī)物降解的工藝過(guò)程。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，先在高鐵酸鹽合成裝置2內(nèi)采用電化學(xué)合成高鐵酸鹽，接著直接對(duì)合成的高鐵酸鹽進(jìn)行濃縮，在靜電分離裝置3內(nèi)通過(guò)利用高鐵酸鹽和堿性物質(zhì)在高壓電場(chǎng)內(nèi)電性的差異將高鐵酸鹽分離出來(lái)，從而達(dá)到濃縮高鐵酸鹽溶液的目的，最后在降解反應(yīng)裝置4內(nèi)，利用高鐵酸鹽的強(qiáng)氧化性降解有機(jī)廢水中的有機(jī)物，同時(shí)由于高鐵酸鹽氧化后的產(chǎn)物羥基氧化鐵具有較強(qiáng)的絮凝吸附效果，能夠在降解反應(yīng)裝置4內(nèi)沉降分離出來(lái)，由此，便連續(xù)地實(shí)現(xiàn)了高鐵酸鹽的合成以及有機(jī)物的降解過(guò)程。

因此，本實(shí)用新型一種高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)合成的高鐵酸鹽直接在線用于有機(jī)物的降解，設(shè)計(jì)思路巧妙合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊合理，具有較好的降解效果和較高的降解效率。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于：如圖1－圖6和圖8所示，靜電分離裝置3包括由上至下設(shè)置的多級(jí)濃縮靜電分離管3a及多級(jí)回收靜電分離管3b，在多級(jí)濃縮靜電分離管3a中，以設(shè)置在下方的濃縮靜電分離管為第一級(jí)的濃縮靜電分離管3a，由下往上逐級(jí)遞增，在多級(jí)回收靜電分離管3b中，以設(shè)置在上方的回收靜電分離管為第一級(jí)的回收靜電分離管，由上往下逐級(jí)遞減，第一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的待濃縮液進(jìn)口31通過(guò)導(dǎo)管與出液管22連接，第一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的淡液出口33通過(guò)導(dǎo)管與第一級(jí)的回收靜電分離管3b的待濃縮液進(jìn)口31連接，下一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的濃縮液出口32與上一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的待濃縮液進(jìn)口31連接，下一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的待濃縮液進(jìn)口31與上一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的淡液出口33連接，最上級(jí)的濃縮靜電分離管3a的濃縮液出口32與降解反應(yīng)管的高鐵酸鹽濃縮液進(jìn)口管43連接；第一級(jí)的回收靜電分離管3b的濃縮液出口32與第一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的待濃縮液31連接，下一級(jí)的回收靜電分離管3b的濃縮液出口32與上一級(jí)的回收靜電分離管3b的待濃縮液進(jìn)口31連接，下一級(jí)的回收靜電分離管3b的待濃縮液進(jìn)口31與上一級(jí)的回收靜電分離管3b的淡液出口33連接，最下級(jí)的回收靜電分離管3b的淡液出口33通過(guò)導(dǎo)管與廢液槽連接。

高鐵酸鹽合成裝置2和靜電分離裝置3之間還連接有一緩沖罐，緩沖罐的入液口分別與出液管22、第一級(jí)的回收靜電分離管3b的濃縮液出口32以及第二級(jí)的濃縮靜電分離管3a的淡液出口33連接，緩沖罐的出液口與第一級(jí)的濃縮靜電分離管3a的待濃縮液進(jìn)口31連接。緩沖罐作為不同濃度的濃縮液的中轉(zhuǎn)站，將濃縮液混合均勻后再通入第一級(jí)的濃縮靜電分離管3a內(nèi)，有利于提高濃縮效率。

采用本實(shí)用新型進(jìn)行的高鐵酸鹽在線合成及有機(jī)物降解的工藝，包括以下工藝流程：

(1)電化學(xué)合成高鐵酸鹽：在雙陰極電解室中進(jìn)行高鐵酸鹽的合成，堿液槽中的電解液通過(guò)進(jìn)液管流入雙陰極電解室中，控制反應(yīng)溫度為20-60℃，電解液的濃度為10-14mol/L，電流密度為40-120A/m²；

(2)高鐵酸鹽溶液的濃縮：將雙陰極電解室中生成的高鐵酸鹽溶液通入到靜電分離管中，高鐵酸鹽溶液的流速控制在1-5m/s，靜電電壓控制在100-1000V范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)多級(jí)濃縮靜電分離管及多級(jí)回收靜電分離管濃縮得到的高鐵酸鹽溶液的濃度為10-20mmol/L，濃縮得到的高鐵酸鹽溶液的流量為濃縮前流量的1/4；

(3)有機(jī)廢水的降解：將濃縮得到的高鐵酸鹽溶液通入到降解反應(yīng)管內(nèi)，由靜電分離管的淡液出口流出的余下的堿性溶液流回雙陰極電解室繼續(xù)作為電解液使用，高鐵酸鹽溶液在降解反應(yīng)管內(nèi)對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行降解，控制有機(jī)廢水的流速為1-5m/s，有機(jī)廢水的流量根據(jù)有機(jī)廢水中的有機(jī)物含量作出調(diào)節(jié)，高鐵酸鹽溶液與有機(jī)廢水的流量比為1:1-0.5:1，降解反應(yīng)管內(nèi)通過(guò)沉降分離出高鐵酸鹽氧化后得到的羥基氧化鐵等絮凝沉淀物質(zhì)，絮凝沉淀物質(zhì)在沉積物沉降區(qū)積累并由沉積物排出管排出，降解后的有機(jī)廢水流入到過(guò)濾槽內(nèi)經(jīng)過(guò)濾后流出，便完成了在線合成高鐵酸鹽以及有機(jī)物降解的工藝過(guò)程。

本實(shí)用新型中，雙陰極電解室、靜電分離管、降解反應(yīng)管、定量泵和抽離泵均為本領(lǐng)域的公知部件。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。