[發(fā)明專利]一種三維?類電芬頓處理三氯卡班的水處理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710948393.2
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107459233A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于衍真;李雪;王占金;王娟婷;高隆隆;李和平
• 申請（專利權(quán)）人: 齊魯理工學(xué)院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 高強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維-類電芬頓處理三氯卡班的水處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

三氯卡班(TCC)屬于藥品及個人護(hù)理用品(PPCPs)中常用的殺菌劑，在香皂、沐浴露、洗面奶、洗衣粉、美容化妝品、牙膏、醫(yī)用消毒劑中都廣泛使用。TCC作為殺菌劑雖然毒性比三氯生小，具有高效廣譜性、連續(xù)作用性、顏色穩(wěn)定性等一系列優(yōu)點(diǎn)，但隨著個人護(hù)理用品用量的增大，TCC已發(fā)展為廣泛存在水體中的持續(xù)性污染物，有研究發(fā)現(xiàn):在黃河、青島膠州灣和香港維多利亞灣等多地水樣中都能檢測到TCC，濃度在20～600ng/L左右。TCC作為一種持久性有機(jī)物，具有生物積累性，對生物急性毒性較低，對高等動植物影響不明顯，但是對細(xì)菌微生物及那些低等生物的危害極大，在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能方面具有極大的潛在威脅。傳統(tǒng)的生物城市污水處理技術(shù)對城市污水中的TCC去除不理想。

高級氧化法產(chǎn)生的強(qiáng)氧化活性物質(zhì)對大分子有機(jī)物具有強(qiáng)氧化作用，有利于處理污水中的三氯卡班，而三維電極是一種新型的高級氧化方法，其反應(yīng)區(qū)域不再局限于電極的簡單幾何表面上，而是在整個床層的三維空間表面上進(jìn)行，近年來有較多的研究。專利CN 102070230A公開了一種三維電極電芬頓去除水中有機(jī)物的方法及裝置，所述的裝置包括反應(yīng)室和氣室，反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置碳材料陰極、鐵板陽極和固定床三維粒子電極，碳材料陰極和鐵板陽極分別連接電源的兩極，通電后，陽極氧化生成鐵離子，陰極表面生成過氧化氫，鐵離子和過氧化氫構(gòu)成電芬頓試劑氧化去除廢水中的有機(jī)物。陽極氧化生成鐵離子后，陽極被消耗，一方面，使處理過程中需要不斷更換陽極板，成本較高，更換時需要停工，影響上游工藝運(yùn)行，不能形成連續(xù)處理；另一方面，陽極消耗后生成的鐵離子會隨著污水一起流出，無法繼續(xù)使用，需要不斷消耗陽極產(chǎn)生鐵離子，不利于循環(huán)利用，增加成本，且鐵泥隨污水流出后沉淀在污水中形成會形成二次污染，增加處理成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三維-類電芬頓處理三氯卡班的水處理系統(tǒng)及方法，有效處理污水中的三氯卡班。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，提供一種三維-類電芬頓處理三氯卡班的水處理系統(tǒng)，包括反應(yīng)器、供水裝置、曝氣裝置、加藥裝置和電源，所述供水裝置、所述曝氣裝置和所述電源分別連接所述反應(yīng)器。

所述反應(yīng)器包括三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)和生物濾料反應(yīng)區(qū)，所述三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)的底部為主電極陽極，頂部為主電極陰極，所述電源的正負(fù)極分別電連接所述主電極陽極和所述主電極陰極，所述主電極陽極和所述主電極陰極之間填充黃金尾礦基Co/Fe⁰粒子電極，所述主電極陽極、黃金尾礦基Co/Fe⁰粒子電極和所述主電極陰極之間構(gòu)成三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)。

所述生物濾料反應(yīng)區(qū)位于所述三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)的上方，所述生物濾料反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充生物濾料，所述生物濾料反應(yīng)區(qū)和所述三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)之間固定有雙層多孔承托板，所述雙層多孔承托板位于所述主電極陰極的上方，所述加藥裝置連通所述雙層多孔承托板的兩層板之間的空隙，所述生物濾料反應(yīng)區(qū)的上方設(shè)置進(jìn)水口，所述供水裝置通過所述進(jìn)水口連通所述反應(yīng)器，所述三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)的下方設(shè)置出水口。

本發(fā)明的生物濾料反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充生物濾料，污水自上方的進(jìn)水口進(jìn)入后首先經(jīng)過生物濾料反應(yīng)區(qū)，與生物濾料反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充的生物濾料接觸進(jìn)行處理，在微生物的作用下，污水中小分子有機(jī)物得以降解，再經(jīng)過三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)進(jìn)行深度處理難生物降解的物質(zhì)。可以通過加藥裝置向雙層多孔承托板之間加入一定濃度的過硫酸鹽，當(dāng)供水裝置中的污水達(dá)到雙層多孔承托板后，過硫酸鹽和污水混合，污水和過硫酸鹽共同到達(dá)三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)，三維-類電芬頓反應(yīng)區(qū)中的黃金尾礦基Co/Fe⁰粒子電極在電場的作用下被復(fù)極化而兩端分別帶正負(fù)電荷，形成一個個微小的電場，增大了反應(yīng)器內(nèi)的有效反應(yīng)面積，黃金尾礦基Co/Fe⁰粒子電極所負(fù)載的Fe⁰能有效活化過硫酸鹽，生成硫酸根自由基，即：

Fe⁰+2Fe³⁺→3Fe²⁺；