本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，特別涉及一種將電極技術(shù)和臭氧氧化技術(shù)耦合處理污水的反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

臭氧氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如城市給水的殺菌消毒、工業(yè)廢水的深度處理等。目前該技術(shù)在有機(jī)廢水特別是難生物降解有機(jī)廢水處理方法受到越來越多的重視。但由于其氧化選擇性、臭氧利用率低、運(yùn)行成本高等問題，臭氧氧化技術(shù)的推廣應(yīng)用受到了嚴(yán)重限制。臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑可直接將有機(jī)物氧化分解，但其與有機(jī)物的反應(yīng)具有較強(qiáng)的選擇性，往往只能使廢水中大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿佑袡C(jī)物，產(chǎn)生羥基自由基的效率也較低。

電化學(xué)方法治理廢水一般無需添加氧化劑，設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小，污泥量少，后處理簡(jiǎn)單，通常被稱為“環(huán)境友好”的綠色氧化技術(shù)。同時(shí)，傳統(tǒng)的三維電極反應(yīng)處理難生物降解有機(jī)廢水，多數(shù)以簡(jiǎn)單的外加電場(chǎng)作用下進(jìn)行有機(jī)廢水的電化學(xué)降解，因此廢水中有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化和去除效率不高，無法實(shí)現(xiàn)廢水中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化。

臭氧氧化技術(shù)與電極技術(shù)的結(jié)合能夠提高廢水處理效果，但現(xiàn)有技術(shù)只是簡(jiǎn)單的將電解與臭氧氧化組合，處理效率低、成本高。如申請(qǐng)?zhí)枮?01510816139.8的中國(guó)專利申請(qǐng)“一種廢水處理裝置及通過該裝置處理廢水的方法”，包括臭氧發(fā)生器、三維電極反應(yīng)器和直流穩(wěn)壓電源，其中在所述三維電極反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有臭氧布?xì)獾淄?，在所述臭氧布?xì)獾淄邢路皆O(shè)有臭氧曝氣頭，在所述臭氧曝氣頭上方設(shè)有粒子電極、主電極，在所述三維電極反應(yīng)器的腔體壁上貫通設(shè)置有廢液進(jìn)料口和取樣口。該技術(shù)方案直接在電極反應(yīng)器內(nèi)通入臭氧，對(duì)廢水的處理效率低，不能充分發(fā)揮各自作用，存在不可預(yù)測(cè)的干擾。

如申請(qǐng)?zhí)枮?01610051298.8的中國(guó)專利申請(qǐng)“一種臭氧催化氧化與電吸附結(jié)合的焦化廢水深度處理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)包括臭氧催化氧化反應(yīng)器、臭氧發(fā)生器、氧氣罐、氣液分離裝置、過濾器、電吸附裝置、回用水箱、濃水箱、產(chǎn)水電磁閥、濃水電磁閥以及連接管道；其中，經(jīng)過生化處理后并經(jīng)混凝沉淀后的焦化廢水的出口與所述臭氧催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)水口連接；所述臭氧催化氧化反應(yīng)器的出水口與氣液分離裝置連接；所述氣液分離裝置的出水口與過濾器的入水口連接；所述的過濾器出水口與電吸附裝置的入水口相連，電吸附裝置的出水口通過產(chǎn)水電磁閥與回用水箱相連，同時(shí)通過濃水電磁閥與濃水箱相連。該技術(shù)方案中臭氧催化氧化反應(yīng)器與電吸附裝置為簡(jiǎn)單串聯(lián)形式，只能各自先后發(fā)揮作用，并沒有起到真正的協(xié)同作用，因而不能克服各自單獨(dú)處理時(shí)存在的缺點(diǎn)。

如專利號(hào)為201310236853.0的中國(guó)發(fā)明專利“一種臭氧尾氣強(qiáng)化臭氧氧化廢水處理的方法及裝置”，該處理裝置包括連通的預(yù)電解單元和臭氧氧化單元，所述臭氧氧化單元的尾氣出口連入預(yù)電解單元。該方法使廢水首先進(jìn)入預(yù)電解單元進(jìn)行電解反應(yīng)，電解反應(yīng)后的廢水流入臭氧氧化單元，在臭氧氧化單元內(nèi)通入臭氧進(jìn)行反應(yīng)，臭氧氧化單元產(chǎn)生的臭氧尾氣接入預(yù)電解單元中曝氣。該技術(shù)方案在將預(yù)電解單元和臭氧氧化單元串聯(lián)的同時(shí)，又將臭氧尾氣通入預(yù)電解單元，但預(yù)電解單元和臭氧氧化單元彼此仍是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的裝置，因而設(shè)備成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)備成本低，零部件耗用少，可規(guī)避臭氧氧化選擇性的缺點(diǎn)，極大提高臭氧氧化效率，降低臭氧用量，縮短臭氧反應(yīng)時(shí)間，達(dá)到有效處理生化出水和提高處理效率的電極耦合臭氧氧化一體式反應(yīng)器。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種電極耦合臭氧氧化一體式反應(yīng)器，反應(yīng)器主體為內(nèi)部中空，外部封閉的腔室結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部通過隔板分隔為電解反應(yīng)室和臭氧反應(yīng)室，且隔板與反應(yīng)器頂板和反應(yīng)器底板之間均存在間距，隔板上方的反應(yīng)器頂板高度低于電解反應(yīng)室頂板和臭氧反應(yīng)室頂板高度；隔板上方的反應(yīng)器頂板與電解反應(yīng)室側(cè)壁的連接處設(shè)有上進(jìn)水擋板，上進(jìn)水擋板向電解反應(yīng)室方向傾斜；電解反應(yīng)室的頂部設(shè)有進(jìn)水口，電解反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有多組電極板，電極板通過設(shè)置在導(dǎo)線管內(nèi)的導(dǎo)線與外部電源連接；隔板底部設(shè)有下進(jìn)水擋板，下進(jìn)水擋板向臭氧反應(yīng)室方向傾斜；臭氧反應(yīng)室底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管和微孔曝氣盤，進(jìn)氣管連通臭氧源，微孔曝氣盤設(shè)置在進(jìn)氣管上；臭氧反應(yīng)室的頂部設(shè)有氣體收集罩，氣體收集罩為倒置漏斗形，氣體收集罩頂端通過排氣管與尾氣破壞裝置連接；氣體收集罩下方的臭氧反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有出水口，出水口為出水堰形式。

作為優(yōu)選，所述上進(jìn)水擋板與水平面的夾角為20°-80°。

作為優(yōu)選，所述下進(jìn)水擋板與水平面的夾角為90°-165°。

作為優(yōu)選，所述電極板通過卡槽固定于電解反應(yīng)室內(nèi)；為了與反應(yīng)器絕緣，并且避免電解過程被腐蝕，卡槽采用玻璃鋼、聚四氟乙烯或UPVC材質(zhì)；電極板的陽(yáng)極板采用具有釕、銥、鉭等稀土元素鍍層的鈦板，陰極板可采用鈦板、石墨板或不銹鋼板等材料。

作為優(yōu)選，所述電極板間距為1-500cm，電極板厚度為1-5mm，電極組數(shù)為1-10組。

作為優(yōu)選，出水口低于氣體收集罩底部10-100cm。

作為優(yōu)選，在反應(yīng)器內(nèi)通入粉末狀催化材料，進(jìn)行電極耦合臭氧催化氧化反應(yīng)，可采用固定床形式或者流化床形式；所述的粉末狀催化材料，其活性組分對(duì)臭氧氧化和電解反應(yīng)均具有催化性能，屬于多效催化劑。

所述固定床形式的反應(yīng)器進(jìn)行如下改進(jìn)設(shè)計(jì)：電解反應(yīng)室頂板上還設(shè)置進(jìn)水?dāng)嚢杵?，電解反?yīng)室底部還設(shè)置潛水?dāng)嚢杵鳎娊夥磻?yīng)室的頂部側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口；電極板底部還設(shè)置承托網(wǎng)，承托網(wǎng)上放置催化劑固體床；臭氧反應(yīng)室頂部氣體收集罩改為三相分離器，三相分離器為倒置漏斗形狀，三相分離器頂端通過排氣管與尾氣破壞裝置連接；微孔曝氣盤的上方還設(shè)置承托網(wǎng)，承托網(wǎng)上放置催化劑固體床，固定床下層為大粒徑礫石，固定床中上層為催化劑；三相分離器底部上方的臭氧反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有出水口，出水口為出水堰形式。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述電極板的間距為100-500cm，電極板厚度為1-5mm，電極組數(shù)為1-2組；電解反應(yīng)室中承托網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為1-2mm，固定床中的催化劑為球狀，其粒徑為3-5mm，催化劑固定床的填充度為30%-80%；進(jìn)水?dāng)嚢杵鞯臄嚢杷俾蕿?0-500rad/min，潛水?dāng)嚢杵鞯臄嚢鑿?qiáng)度為1-10w/m³；臭氧反應(yīng)室中承托網(wǎng)采用鈦合金材質(zhì)，網(wǎng)孔直徑為5-10mm，礫石粒徑為12-30mm，催化劑為球狀，其粒徑為3-5mm；出水堰堰口底部高度高于三相分離器底部5~50cm；所述的催化劑，是以γ-Al₂O₃為載體，負(fù)載Zn、Ti、Mn、Sn、Fe、Bi中的一種或幾種氧化物為活性組分的催化材料；優(yōu)選的是，所述的γ-Al₂O₃為球體，直徑為3-5mm，活性組分為Ti、Sn和Mn的氧化物，活性組分摩爾比為Ti：Sn：Mn=（10~200）:（1~30）:（5~100）。

所述流化床形式的反應(yīng)器進(jìn)行如下改進(jìn)設(shè)計(jì)：電解反應(yīng)室頂板上還設(shè)置進(jìn)水?dāng)嚢杵?，電解反?yīng)室底部側(cè)壁上還設(shè)置潛水?dāng)嚢杵?，電解反?yīng)室的頂部側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口和催化劑投加口；臭氧反應(yīng)室頂部氣體收集罩改為三相分離器，三相分離器為倒置漏斗形狀，外部設(shè)有倒置鱗片型葉片，三相分離器頂端通過排氣管與尾氣破壞裝置連接；在三相分離器底部上方還設(shè)置斜管沉淀裝置，在與斜管沉淀裝置底部處于同一水平位置的臭氧反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有出水口，出水口為出水堰形式。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述隔板呈平行四邊形，平行四邊形銳角夾角γ為45°-85°；所述電極板的間距為2-20cm，更優(yōu)選為2-6cm，電極板厚度為1-5mm，電極組數(shù)為2-5組；進(jìn)水?dāng)嚢杵鞯臄嚢杷俾蕿?0-500rad/min，潛水?dāng)嚢杵鞯臄嚢鑿?qiáng)度為1-10w/m³；出水口底部高度高于三相分離器底部5-50cm；所述斜管傾角為50°-70°；投加的催化劑，是以粉末活性炭為載體，負(fù)載Zn、Ti、Mn、Sn、Fe、Bi中的一種或幾種氧化物為活性組分的催化材料；優(yōu)選的是，所述的粉末活性炭顆粒為80-100目，活性組分為Ti、Sn和Mn的氧化物，活性組分摩爾比為Ti：Sn：Mn=（10-200）:（1-30）:（5-100）。

本發(fā)明將電極技術(shù)和臭氧氧化技術(shù)在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)耦合，工作原理如下：廢水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，經(jīng)上進(jìn)水擋板導(dǎo)流首先進(jìn)入電解室，進(jìn)行電極電解氧化還原反應(yīng)，將廢水中環(huán)狀、長(zhǎng)鏈的大分子有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)、斷鏈，有效的降低了污染物被氧化所需的化學(xué)能，提高后續(xù)臭氧氧化的氧化效率，降低了臭氧用量，同時(shí)解決了臭氧氧化技術(shù)具有選擇性的缺點(diǎn)；經(jīng)初次電解反應(yīng)后的廢水通過隔板與反應(yīng)器底板之間的空間經(jīng)下進(jìn)水擋板導(dǎo)流進(jìn)入臭氧反應(yīng)室內(nèi)，廢水在臭氧反應(yīng)室充分溶解臭氧并進(jìn)行氧化反應(yīng)，含飽和臭氧的廢水通過隔板與反應(yīng)器頂板之間的空間在上進(jìn)水擋板的導(dǎo)流下進(jìn)入電解反應(yīng)室，溶解飽和的臭氧在電極處得失電子，迅速進(jìn)行電極電解和臭氧氧化的耦合反應(yīng)，廢水再經(jīng)下進(jìn)水擋板導(dǎo)流重新進(jìn)入臭氧反應(yīng)室溶解臭氧，加速氣液傳質(zhì)速率，形成穩(wěn)定的內(nèi)循環(huán)模式，大幅提高臭氧利用效率；數(shù)次循環(huán)后，氣體經(jīng)氣體收集罩并通過尾氣破壞裝置破壞后排出反應(yīng)器外，廢水經(jīng)出水堰排出反應(yīng)器。該技術(shù)主要存在以下反應(yīng)機(jī)制：（1）臭氧反應(yīng)室內(nèi)，氣態(tài)臭氧溶解于廢水中，臭氧分子在廢水酸堿條件下直接氧化污染物；（2）電極體系：陽(yáng)極板處高氧化電位直接氧化污染物，陰極板處高還原電位直接還原污染物；（3）臭氧電極耦合反應(yīng)體系：陽(yáng)極板周圍的酸性環(huán)境促進(jìn)臭氧分子直接氧化污染物，陰極板周圍的堿性環(huán)境促進(jìn)臭氧產(chǎn)生?OH間接氧化污染物；臭氧分子在陰極得電子產(chǎn)生?O、?O3^-等中間產(chǎn)物，間接氧化污染物；氧氣分子在陰極得電子與水反應(yīng)生成H₂O₂，H₂O₂可直接氧化污染物；H₂O₂與臭氧分子具有協(xié)同作用，反應(yīng)可產(chǎn)生?OH。

本發(fā)明固定床形式的反應(yīng)器將三維電極技術(shù)和臭氧催化氧化技術(shù)組合于同一反應(yīng)器中，以固定床形式同步實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)技術(shù)的串聯(lián)應(yīng)用和耦合應(yīng)用；工作原理如下：廢水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，經(jīng)上進(jìn)水擋板和進(jìn)水?dāng)嚢杵鲗?dǎo)流首先進(jìn)入電解室，配合固定床中的催化劑進(jìn)行三維電極電解氧化還原反應(yīng)，將廢水中環(huán)狀、長(zhǎng)鏈的大分子有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)、斷鏈，有效的降低了污染物被氧化所需的化學(xué)能，提高后續(xù)臭氧氧化的氧化效率，降低了臭氧用量，同時(shí)解決了臭氧氧化技術(shù)具有選擇性的缺點(diǎn)；經(jīng)初次電解反應(yīng)后的廢水在潛水?dāng)嚢杵鞯耐屏髯饔孟拢ㄟ^隔板與反應(yīng)器底板之間的空間經(jīng)下進(jìn)水擋板導(dǎo)流進(jìn)入臭氧反應(yīng)室內(nèi)，廢水和固定床中的催化劑在臭氧反應(yīng)室充分溶解臭氧并進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，含飽和臭氧的廢水通過隔板與反應(yīng)器頂板之間的空間在上進(jìn)水擋板的導(dǎo)流下進(jìn)入電解反應(yīng)室，溶解飽和的臭氧在三維電極處得失電子，迅速進(jìn)行三維電極和臭氧催化氧化的耦合反應(yīng)，廢水再經(jīng)下進(jìn)水擋板導(dǎo)流重新進(jìn)入臭氧反應(yīng)室溶解臭氧，加速氣液傳質(zhì)速率，形成穩(wěn)定的內(nèi)循環(huán)模式，大幅提高臭氧利用效率；數(shù)次循環(huán)后廢水經(jīng)三相分離器分離，氣體經(jīng)尾氣破壞裝置排出反應(yīng)器外，催化劑留在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，廢水經(jīng)出水堰排出反應(yīng)器。以固定床形式在反應(yīng)器內(nèi)添加催化劑，相比二維電極，極大的提高了臭氧與污染物接觸的比表面積、電極體系面體比，協(xié)同活性組分的催化效能，使反應(yīng)效率大大提高；主要存在以下反應(yīng)機(jī)制：（1）臭氧催化氧化體系，氣態(tài)臭氧溶解于廢水中，臭氧分子在廢水中直接氧化污染物，污染物和臭氧分子被吸附于催化劑表面，催化劑表面的活性位點(diǎn)參與水中臭氧分解反應(yīng)，加速臭氧分解產(chǎn)生?OH的速率；污染物在金屬氧化物表面形成易與臭氧分子反應(yīng)的絡(luò)合物；（2）三維電極體系：陽(yáng)極板處高氧化電位直接氧化污染物，陰極板處高還原電位直接還原污染物，催化劑在電場(chǎng)中因靜電感應(yīng)而帶電，每個(gè)催化劑顆粒均形成微小原電池，污染物吸附于催化劑表面被電解降解，大大提高了電解的面體比，電流效率提升，反應(yīng)能耗下降；（3）三維電極耦合臭氧催化氧化反應(yīng)體系：陽(yáng)極板周圍的酸性環(huán)境促進(jìn)臭氧分子直接氧化污染物，陰極板周圍的堿性環(huán)境促進(jìn)臭氧產(chǎn)生?OH間接氧化污染物；臭氧分子在陰極和催化劑表面得電子產(chǎn)生?O、?O₃-等中間產(chǎn)物，間接氧化污染物；氧氣分子在陰極得電子與水反應(yīng)生成H₂O₂，H₂O₂可直接氧化污染物；H₂O₂與臭氧分子具有協(xié)同作用，反應(yīng)可產(chǎn)生?OH；催化劑在電場(chǎng)靜電感應(yīng)條件下形成原電池，催化劑負(fù)載的金屬氧化物在通電條件與O₂反應(yīng)產(chǎn)生?OH，污染物、臭氧分子吸附于催化劑表面，與新生態(tài)?OH迅速接觸，反應(yīng)效率大大提高（4）催化劑體系：Sn和Ti兩種金屬氧化物具有協(xié)同作用，臭氧分子和電場(chǎng)均可利用SnO₂和TiO₂導(dǎo)帶能級(jí)相差0.5V的特性，在臭氧及其中間產(chǎn)物氧化作用下或電場(chǎng)作用下，TiO₂表面電子向SnO₂移動(dòng)，在TiO₂表面形成電子空穴，SnO₂可減少TiO₂表面電子與空穴復(fù)合幾率，空穴具有極強(qiáng)的氧化性，易與水和氧氣產(chǎn)生?OH。

本發(fā)明流化床形式的反應(yīng)器將三維電極技術(shù)和臭氧催化氧化技術(shù)組合于同一反應(yīng)器中，以流化床形式同步實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)技術(shù)的串聯(lián)應(yīng)用和耦合應(yīng)用；工作原理如下：廢水進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，然后加入粉末催化劑，廢水和催化劑的混合物經(jīng)上進(jìn)水擋板導(dǎo)流、進(jìn)水?dāng)嚢杵魍屏骶|(zhì)后進(jìn)入電解反應(yīng)室，進(jìn)行三維電解氧化還原反應(yīng)，將廢水中環(huán)狀、長(zhǎng)鏈的大分子有機(jī)物進(jìn)行開環(huán)、斷鏈，有效的降低了污染物被氧化所需的化學(xué)能，提高后續(xù)臭氧氧化的氧化效率，降低了臭氧用量，同時(shí)解決了臭氧氧化技術(shù)具有選擇性的缺點(diǎn)；經(jīng)初次電解反應(yīng)后，在潛水?dāng)嚢杵鞯耐屏髯饔孟拢瑥U水和粉末催化劑通過隔板與反應(yīng)器底板之間的空間經(jīng)下進(jìn)水擋板導(dǎo)流進(jìn)入臭氧反應(yīng)室內(nèi)，廢水和催化劑在臭氧反應(yīng)室充分溶解臭氧并進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，含飽和臭氧的廢水和催化劑通過隔板與反應(yīng)器頂板之間的空間在上進(jìn)水擋板的導(dǎo)流下進(jìn)入電解反應(yīng)室，溶解飽和的臭氧在三維電極處得失電子，迅速進(jìn)行三維電極和臭氧催化氧化的耦合反應(yīng)，然后廢水和催化劑經(jīng)下進(jìn)水擋板導(dǎo)流重新進(jìn)入臭氧反應(yīng)室溶解臭氧，加速氣液傳質(zhì)速率，形成穩(wěn)定的內(nèi)循環(huán)模式，大幅提高臭氧利用效率；經(jīng)數(shù)次循環(huán)后的廢水在三相分離器的作用下實(shí)現(xiàn)粉末催化劑、廢水和氣體的分離，氣體經(jīng)尾氣破壞裝置排出反應(yīng)器外，粉末催化劑留在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，廢水先通過斜管沉淀裝置沉淀，后經(jīng)過出水堰排出反應(yīng)器，水中未被三相分離器分離的粉末催化劑在斜管沉淀裝置中進(jìn)行二次固液分離，避免催化劑流失的同時(shí)保證出水SS達(dá)標(biāo)。粉末催化劑以流化態(tài)形式在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，相比固定床，極大的提高了與臭氧及污染物接觸的比表面積，催化效能更加；主要存在以下反應(yīng)機(jī)制：（1）臭氧催化氧化體系，氣態(tài)臭氧溶解于廢水中，臭氧分子在廢水中直接氧化污染物，污染物和臭氧分子被吸附于催化劑表面，催化劑表面的活性位點(diǎn)參與水中臭氧分解反應(yīng)，加速臭氧分解產(chǎn)生·OH的速率；污染物在金屬氧化物表面形成易與臭氧分子反應(yīng)的絡(luò)合物；（2）三維電極體系：陽(yáng)極板處高氧化電位直接氧化污染物，陰極板處高還原電位直接還原污染物，催化劑在電場(chǎng)中因靜電感應(yīng)而帶電，每個(gè)催化劑顆粒均形成微小原電池，污染物吸附于催化劑表面被電解降解，大大提高了電解的面體比，電流效率提升，反應(yīng)能耗下降；（3）三維電極耦合臭氧催化氧化反應(yīng)體系：陽(yáng)極板周圍的酸性環(huán)境促進(jìn)臭氧分子直接氧化污染物，陰極板周圍的堿性環(huán)境促進(jìn)臭氧產(chǎn)生·OH間接氧化污染物；臭氧分子在陰極得電子產(chǎn)生·O、·O₃^-等中間產(chǎn)物，間接氧化污染物；氧氣分子在陰極得電子與水反應(yīng)生成H₂O₂，H₂O₂可直接氧化污染物；H₂O₂與臭氧分子具有協(xié)同作用，反應(yīng)可產(chǎn)生·OH；催化劑在電場(chǎng)靜電感應(yīng)條件下形成原電池，催化劑負(fù)載的金屬氧化物在通電條件與O₂反應(yīng)產(chǎn)生·OH，污染物、臭氧分子吸附于催化劑表面，與新生態(tài)·OH迅速接觸，反應(yīng)效率大大提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例描述的一種電極耦合臭氧氧化一體式反應(yīng)器，反應(yīng)器主體為內(nèi)部中空，外部封閉的腔室結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部通過隔板1分隔為電解反應(yīng)室2和臭氧反應(yīng)室3，且隔板與反應(yīng)器頂板和反應(yīng)器底板之間均存在間距，隔板上方的反應(yīng)器頂板高度低于電解反應(yīng)室頂板和臭氧反應(yīng)室頂頂板高度；隔板上方的反應(yīng)器頂板與電解反應(yīng)室側(cè)壁的連接處設(shè)有上進(jìn)水擋板4，上進(jìn)水擋板向電解反應(yīng)室方向傾斜，上進(jìn)水擋板與水平面的夾角為20°-80°；電解反應(yīng)室的頂部設(shè)有進(jìn)水口5，電解反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有多組電極板6，電極板通過卡槽固定于電解反應(yīng)室內(nèi)，卡槽采用玻璃鋼、聚四氟乙烯或UPVC材質(zhì)；電極板通過設(shè)置在導(dǎo)線管內(nèi)的導(dǎo)線與外部電源連接，電極板的陽(yáng)極板采用具有釕、銥、鉭等稀土元素鍍層的鈦板，陰極板采用鈦板、石墨板或不銹鋼板等材料；極板間距為1-500cm，極板厚度為1-5mm，電極組數(shù)為1-10組；隔板底部設(shè)有下進(jìn)水擋板7，下進(jìn)水擋板向臭氧反應(yīng)室方向傾斜，下進(jìn)水擋板與水平面的夾角為90°-165°；臭氧反應(yīng)室底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)8，曝氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管和微孔曝氣盤，進(jìn)氣管連通臭氧源，微孔曝氣盤設(shè)置在進(jìn)氣管上；臭氧反應(yīng)室的頂部設(shè)有氣體收集罩9，氣體收集罩為倒置漏斗形，氣體收集罩頂端通過排氣管與尾氣破壞裝置10連接；氣體收集罩下方的臭氧反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有出水口11，出水口為出水堰形式，出水堰低于氣體收集罩底部10-100cm。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例描述的一種電極耦合臭氧氧化一體式固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器主體為內(nèi)部中空，外部封閉的腔室結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部通過隔板1分隔為電解反應(yīng)室2和臭氧反應(yīng)室3，且隔板與反應(yīng)器頂板和反應(yīng)器底板之間均存在間距，隔板上方的反應(yīng)器頂板高度低于電解反應(yīng)室頂板和臭氧反應(yīng)室頂頂板高度；隔板上方的反應(yīng)器頂板與電解反應(yīng)室側(cè)壁的連接處設(shè)有上進(jìn)水擋板4，上進(jìn)水擋板向電解反應(yīng)室方向傾斜，上進(jìn)水擋板與水平面的夾角為20°-80°；電解反應(yīng)室的頂部側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口5，電解反應(yīng)室頂板上設(shè)有進(jìn)水?dāng)嚢杵?，電解反應(yīng)室底部側(cè)壁上設(shè)有潛水?dāng)嚢杵?，進(jìn)水?dāng)嚢杵鞯臄嚢杷俾蕿?0-500rad/min，潛水?dāng)嚢杵鞯臄嚢鑿?qiáng)度為1-10w/m³；電解反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有多組電極板8，電極板通過卡槽固定于電解反應(yīng)室內(nèi)，卡槽采用玻璃鋼、聚四氟乙烯或UPVC材質(zhì)；電極板通過設(shè)置在導(dǎo)線管內(nèi)的導(dǎo)線與外部電源連接，電極板的陽(yáng)極板采用具有釕、銥、鉭等稀土元素鍍層的鈦板，陰極板采用鈦板、石墨板或不銹鋼板等材料，極板間距為100-500cm，極板厚度為1-5mm，電極組數(shù)為1-2組；電極板底部設(shè)置承托網(wǎng)，承托網(wǎng)上放置催化劑固體床9，承托網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為1-2mm，固定床中的催化劑為球狀，其粒徑為3-5mm，催化劑固定床的填充度為30%-80%；隔板底部設(shè)有下進(jìn)水擋板10，下進(jìn)水擋板向臭氧反應(yīng)室方向傾斜，下進(jìn)水擋板與水平面的夾角為90°-165°；臭氧反應(yīng)室底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)11，曝氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管和微孔曝氣盤，進(jìn)氣管連通臭氧源，微孔曝氣盤設(shè)置在進(jìn)氣管上；微孔曝氣盤的上方設(shè)置承托網(wǎng)，承托網(wǎng)上放置催化劑固體床12，固定床下層為大粒徑礫石13，固定床中上層為催化劑，承托網(wǎng)采用鈦合金材質(zhì)，網(wǎng)孔直徑為5-10mm，礫石粒徑為12-30mm，催化劑為球狀，其粒徑為3-5mm；臭氧反應(yīng)室頂部設(shè)有三相分離器14，三相分離器為倒置漏斗形狀，三相分離器頂端通過排氣管與尾氣破壞裝置15連接；三相分離器底部上方的臭氧反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有出水口16，出水口為出水堰形式，出水堰堰口底部高度高于三相分離器底部5~50cm。所述電解反應(yīng)室和臭氧反應(yīng)室中的催化劑是以直徑為3-5mm的球體γ-Al₂O₃為載體，負(fù)載Ti、Sn和Mn氧化物為活性組分的催化材料，活性組分摩爾比為Ti：Sn：Mn=（10~200）:（1~30）:（5~100）。

實(shí)施例3

如圖3所示，本實(shí)施例描述的一種電極耦合臭氧氧化一體式流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器主體為內(nèi)部中空，外部封閉的腔室結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部通過隔板1分隔為電解反應(yīng)室2和臭氧反應(yīng)室3，且隔板與反應(yīng)器頂板和反應(yīng)器底板之間均存在間距，隔板呈平行四邊形，平行四邊形銳角夾角γ為45°-85°；隔板上方的反應(yīng)器頂板高度低于電解反應(yīng)室頂板和臭氧反應(yīng)室頂頂板高度；隔板上方的反應(yīng)器頂板與電解反應(yīng)室側(cè)壁的連接處設(shè)有上進(jìn)水擋板4，上進(jìn)水擋板向電解反應(yīng)室方向傾斜，上進(jìn)水擋板與水平面的夾角為20°-80°；電解反應(yīng)室的頂部側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水口5和催化劑投加口15，電解反應(yīng)室頂板上設(shè)有進(jìn)水?dāng)嚢杵?，電解反應(yīng)室底部側(cè)壁上設(shè)有潛水?dāng)嚢杵?，進(jìn)水?dāng)嚢杵鞯臄嚢杷俾蕿?0-500rad/min，潛水?dāng)嚢杵鞯臄嚢鑿?qiáng)度為1-10w/m³；電解反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有多組電極板8，電極板通過卡槽固定于電解反應(yīng)室內(nèi)，卡槽采用玻璃鋼、聚四氟乙烯或UPVC材質(zhì)；電極板通過設(shè)置在導(dǎo)線管內(nèi)的導(dǎo)線與外部電源連接，電極板的陽(yáng)極板采用具有釕、銥、鉭等稀土元素鍍層的鈦板，陰極板采用鈦板、石墨板或不銹鋼板等材料，極板間距為2-6cm，極板厚度為1-5mm，電極組數(shù)為2-5組；隔板底部設(shè)有下進(jìn)水擋板9，下進(jìn)水擋板向臭氧反應(yīng)室方向傾斜，下進(jìn)水擋板與水平面的夾角為90°-165°；臭氧反應(yīng)室底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)10，曝氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管和微孔曝氣盤，進(jìn)氣管連通臭氧源，微孔曝氣盤設(shè)置在進(jìn)氣管上；臭氧反應(yīng)室頂部設(shè)有三相分離器11，三相分離器為倒置漏斗形狀，外部設(shè)有倒置鱗片型葉片，三相分離器頂端通過排氣管與尾氣破壞裝置12連接；在三相分離器底部上方還設(shè)有斜管沉淀裝置13，斜管傾角為50°-70°；在與斜管沉淀裝置底部處于同一水平位置的臭氧反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有出水口14，出水口為出水堰形式，出水堰底部高度高于三相分離器底部5-50cm。投加的催化劑是以80-100目的粉末活性炭為載體，負(fù)載Ti、Sn和Mn的氧化物為活性組分的催化材料，活性組分摩爾比為Ti：Sn：Mn=（10-200）:（1-30）:（5-100）。