[發明專利]一種處理高色度難降解有機廢水的裝置

無效

• 申請號: 201110281892.3
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102358654A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 李軼;王晴;胡嘯;張文龍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/463;C02F1/72
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種處理高色度難降解有機廢水的裝置?，以處理各種高色度難降解有機廢水，例如印染廢水，造紙廢水，化工廢水等。?屬水處理技術領域。

背景技術

印染，造紙等產業排出的廢水大部分都是高色度難降解有機廢水，此類廢水中含有大量生物難降解及具有生物毒性的有機物，若沒有經過有效處理排入環境會對生態環境造成嚴重的破壞，并且會進一步危害人類的健康。因此，此類廢水的有效處理，對生態環境的保護和人類的健康尤為重要。

高色度難降解有機廢水具有色度高和生物難降解的特性，因此，去除色度和難降解有機物是處理此類廢水的突出問題。目前主要采用化學法，如電解法、混凝法、光催化法、氧化法等；物理法，如吸附法、膜分離法等；生化法，如厭氧好氧工藝等的聯合應用來處理此類廢水，一般傳統的方法是，化學法+生化法+物理法來進行處理，但隨著工業的發展，此廢水中含有的難降解有機物成分復雜，且含鹽量高，例如，由于化纖織物的發展和印染后整理技術的進步，使PVA漿料、新型助劑等難生物降解的有機大分子進入印染廢水中，生化效果很差，應用傳統的處理方法很難達到有效地處理，且占地面積大，建設投資高。選擇有效地方法處理此類廢水十分重要。近年有研究表明，應用電凝聚法處理此類廢水，具有設備小、占地少、運行管理簡單、脫色效果明顯、部分大分子團有機物降解成小分子團等優點，但出水水質仍達不到排放標準，只能作為預處理方法；應用光催化法處理，其脫色效果顯著，COD去除率高，但色度過高時會降低紫外光的透射從而影響光催化效率，并且在較短時間內光催化效果不是很明顯。

發明內容

本發明的目的是根據現有處理方法的不足和各處理方法的特點，?開發了聯合電凝聚、光催化和活性炭吸附技術一體化的裝置處理高色度難降解有機廢水。

????一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，?包括電凝聚區，沉淀區和光催化區。其特征在于：電凝聚區，電凝聚反應槽內用絕緣材料制作，兩端裝有分別接直流電源正、負極的陰極板和陽極板，在陽極板和陰極板之間平行放置Fe或Al做成的金屬極板，各極板間距1～2cm，槽底設有排泥口；沉淀區，進水管周邊裝有頂部密封底部開口的圓柱形擋板，頂部裝有斜管蜂窩填料，排泥虹吸管直通反應裝置底部將沉淀排出裝置；光催化區，反應區形狀成長方體，紫外燈豎直的安裝在反應區中部，分布均勻，底部裝有曝氣裝置，從底部到頂部每隔一定距離裝有尼龍網將此區平行分成若干個小區域，孔網直徑1cm，每個小區域內放有負載TiO₂的活性炭顆粒，活性炭粒徑>1cm。

?利用本裝置處理廢水的原理、?過程及優點如下：

廢水從電凝聚區底部進入頂部流出，在陰極板和陽極板之間的電壓作用及廢水的導電特性下，平行放置的金屬極板兩側會形成陰極和陽極并發生電化學反應，其主要反應如下：

陽極：Fe-2e—Fe²⁺或Al-3e—Al³⁺???2Cl^--2e—Cl₂

陰極：2H⁺+2e—H₂

其中，金屬離子在水中進一步水解氧化生成氫氧化物沉淀，其可以起到絮凝的效果去除部分有機物；Cl₂與水反應生成的ClO^??和電解時氧氣在陰極電催化還原生成的H₂O₂都為強氧化劑，可以氧化破壞發色基團，氧化大分子量有機物成為小分子量有機物或者生成CO₂。高色度難降解有機廢水通過電凝聚可以大幅度降低色度和COD。

?廢水經電凝聚處理后，含有大量氫氧化物絮體，將含有絮體的電凝聚出水從沉淀區底部進入，水在緩慢上升過程中絮體先經過自身重力沉降后再經過斜管蜂窩填料阻擋沉降，絮體沉降更完全，有效降低出水懸浮物和濁度。

通過斜管沉降后廢水繼續向上流入光催化區，光催化劑（TiO₂）在紫外光的照射下可以產生“空穴”效應，從而產生H₂O₂、羥基自由基等活性基團，其可以氧化水中的有機物。在曝氣的狀態下，溶解氧含量充足，增強光催化效率，并且經電凝聚處理后的廢水，色度已大量減少，有機成分一般為小分子量有機物，經過光催化區時，廢水的色度對光催化效率的影響較小，負載光催化劑的活性炭顆粒能夠吸附大量有機物，這樣有機物能夠和氧化基團有充分的反應時間，通過此過程大部分有機物可以得到有效降解生成CO₂。