[發明專利]一種三維?類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統及方法

在審

• 申請號: 201710947686.9
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107473536A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 于衍真;李雪;張繼超;管麗攀;宋亭;劉盼盼
• 申請（專利權）人: 齊魯理工學院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/36
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)37240
• 代理人: 高強

1.一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，包括反應器(4)、供水裝置、曝氣裝置、加藥裝置和電源(5)，所述供水裝置、所述曝氣裝置和所述加藥裝置分別連通所述反應器(4)；

所述反應器(4)包括三維-類電芬頓反應區(12)和生物濾料反應區(18)，所述三維-類電芬頓反應區(12)的底部為主電極陽極(7)，頂部為主電極陰極(8)，所述電源(5)的正負極分別電連接所述主電極陽極(7)和所述主電極陰極(8)，所述主電極陽極(7)和所述電極陰極(8)之間填充彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)，所述主電極陽極(7)、所述彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)和所述主電極陰極(8)之間構成三維-類電芬頓反應區(12)；

所述生物濾料反應區(18)位于所述反應區下方，所述生物濾料反應區(18)內填充生物濾料，所述生物濾料反應區(18)和所述三維-類電芬頓反應區之間固定有雙層多孔承托板(15)，所述雙層多孔承托板(15)位于所述主電極陽極(7)的下方，所述加藥裝置連通所述雙層多孔承托板(15)兩層之間的空隙。

2.根據權利要求1所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)由以下重量份數的組分組成：骨料40～50份，成孔劑8～12份，活化劑10～35份，粘合劑20～30份；其中，所述活化劑為Co、Fe⁰，所述骨料為彩鋼廢渣。

3.根據權利要求2所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)的制備方法為：

將彩鋼廢渣進行充分浸泡、清洗，烘干后冷卻至室溫，置于磨球機中研磨成粉，使用80目的篩網篩分，得到彩鋼廢渣骨料備用；將原料充分混合后滾動成球，然后置于25～35℃的恒溫培養箱中培養8～15日，得到彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)。

4.根據權利要求3所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述主電極陽極(7)為PANI/Ti主電極陽極，所述PANI/Ti主電極陽極為負載聚苯胺的多孔鈦網；所述主電極陰極(8)為碳纖維。

5.根據權利要求4所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述反應器(4)還包括曝氣區，所述曝氣區位于所述生物濾料反應區(18)的下方，所述曝氣區與所述生物濾料反應區(18)之間固定有單層多孔承托板(17)，所述曝氣裝置連通所述曝氣區，所述曝氣區的底部開設有進水口，所述三維-類電芬頓反應區(12)的頂部開設有出水口(16)，所述供水裝置通過所述進水口連通所述反應器。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述供水裝置包括依次連通的水箱(1)、蠕動泵(2)和進水管(3)，所述蠕動泵(2)通過所述進水管(3)連通所述進水口。

7.根據權利要求6所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述曝氣裝置包括依次連通的空壓機(9)、進氣管(10)和溶氣板(11)，所述溶氣板(11)位于所述曝氣區內。

8.根據權利要求6所述的一種三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統，其特征在于，所述加藥裝置包括依次連通的加藥箱(13)和加藥管(14)，所述加藥管(14)連通所述雙層多孔承托板(15)的兩層之間的空隙。

9.一種用于權利要求1所述的三維-類電芬頓降解雙氯芬酸的水處理系統的水處理方法，其特征在于，所述方法包括：

制備彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)和主電極陽極(7)；

將所述反應器(4)、供水裝置、曝氣裝置、加藥裝置和電源(5)按照上述結構組裝好；

主電極陽極(7)、主電極陰極(8)和彩鋼廢渣基Co/Fe⁰粒子電極(12)構成三維粒子電極體系，通過加藥裝置向所述反應器(4)中加入過硫酸鹽，通過供水裝置向反應器(4)中通入污水，使帶有過硫酸鹽的污水進入三維粒子電極反應體系構成三維-類電芬頓反應，強化產生硫酸根自由基，粒子電極基體中的過渡金屬在電場的作用下催化產生羥基自由基，兩者共同有效降解污水中的雙氯芬酸。