[發明專利]高鐵集便廢水的深度處理裝置和方法

有效

• 申請號: 201810121764.4
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108358350B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 姚宏;李新洋;宋珺
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;中國鐵路總公司
• 主分類號: C25B11/02
• 分類號: C25B11/02;C25B11/06;C02F9/06;C02F101/30
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種高鐵集便廢水的深度處理裝置，其特征在于，該裝置包括：電化學-臭氧催化復合單元、臭氧/活性炭催化單元、臭氧發生單元和臭氧檢測單元，所述臭氧發生單元連接所述電化學-臭氧催化復合單元，所述電化學-臭氧催化復合單元出水口與所述臭氧/活性炭催化單元進水口連接，所述臭氧檢測單元分別連接所述電化學-臭氧催化復合單元和所述臭氧/活性炭催化單元；

所述電化學-臭氧催化復合單元，用于通過施加O₃和電場對高鐵集便廢水進行氧化處理，去除高鐵集便廢水中的氨氮以及難降解有機物；所述電化學-臭氧催化復合單元，包括：反應器腔體一、桶狀鈦基涂層陽極、曝氣陰極、催化劑和脈沖直流電源，所述桶狀鈦基涂層陽極布置于所述反應器腔體一內，所述曝氣陰極布置于所述桶狀鈦基涂層陽極的內部，所述催化劑均勻填充于所述曝氣陰極的內部，所述脈沖直流電源的正負極分別連接所述桶狀鈦基涂層陽極和所述曝氣陰極；

所述反應器腔體一為圓桶狀結構，用于盛放高鐵集便廢水進行處理；

所述桶狀鈦基涂層陽極為負載Ir、Ru氧化物涂層的鈦電極，用于連接所述脈沖直流電源的正極，在所述脈沖直流電源通電時發生電催化氧化反應；

所述曝氣陰極為桶狀結構，用于連接所述脈沖直流電源的負極，并緊鄰所述臭氧發生單元的出氣口，在所述脈沖直流電源通電和所述臭氧發生單元提供O₃/O₂混合氣體時產生H₂O₂，并與O₃發生O₂/H₂O₂均相反應，對集便廢水中的氨氮以及難降解有機物進行去除；

所述催化劑為具備電還原能力產生H₂O₂的顆粒填料，用于填充在所述曝氣陰極的內部，對所述曝氣陰極產生H₂O₂具有催化作用；

所述脈沖直流電源為外接電源，用于分別在所述桶狀鈦基涂層陽極和所述曝氣陰極上施加脈沖直流電；

所述臭氧/活性炭催化單元，用于利用所述電化學-臭氧催化復合單元的尾氣對所述電化學-臭氧催化復合單元的出水進行臭氧/活性炭二次催化反應；所述臭氧/活性炭催化單元，包括：反應器腔體二、曝氣器和顆粒活性炭，所述曝氣器和所述顆粒活性炭布置于所述反應器腔體二內，所述曝氣器位于所述反應器腔體二的底部，所述顆粒活性炭填充于所述反應器腔體二的中下部；

所述反應器腔體二為圓桶狀結構，用于接收并盛放所述電化學-臭氧催化復合單元處理后的出水和尾氣，并進行處理；

所述曝氣器，用于收集所述電化學-臭氧催化復合單元的O₃/O₂混合氣體尾氣，并將O₃/O₂混合氣體提供給所述顆粒活性炭進行反應；

所述顆粒活性炭為顆粒狀的催化劑，用于與所述曝氣器提供的O₃/O₂混合氣體發生臭氧/活性炭二次催化反應，去除所述電化學-臭氧催化復合單元處理后的出水中的有機物；

所述臭氧發生單元，用于產生O₃/O₂混合氣體提供給所述電化學-臭氧催化復合單元進行氧化反應；

所述臭氧檢測單元，用于檢測所述電化學-臭氧催化復合單元和所述臭氧/活性炭催化單元排出的尾氣中的臭氧氣體濃度；

所述臭氧檢測單元采用臭氧氣體濃度檢測器，所述臭氧氣體濃度檢測器為兩個，分別設置于所述電化學-臭氧催化復合單元和所述臭氧/活性炭催化單元的頂部；

所述臭氧氣體濃度檢測器一的一端連接所述電化學-臭氧催化復合單元的尾氣口，用于檢測尾氣中的臭氧氣體濃度，所述臭氧氣體濃度檢測器一的另一端連接所述臭氧/活性炭催化單元的進氣口，用于將所述電化學-臭氧催化復合單元的尾氣排入所述臭氧/活性炭催化單元內；

所述臭氧氣體濃度檢測器二的一端連接所述臭氧/活性炭催化單元的尾氣口，用于檢測所述臭氧/活性炭催化單元尾氣中的臭氧氣體濃度，所述臭氧氣體濃度檢測器二的另一端將尾氣排入大氣中。

2.根據權利要求1所述的高鐵集便廢水的深度處理裝置，其特征在于，所述催化劑采用的顆粒填料包括：顆粒活性炭、顆粒陶瓷以及負載金屬氧化物的顆粒活性炭和顆粒陶瓷；

所述催化劑為Zn、Cu、Fe、Ni、Mn金屬氧化物，或Zn、Cu、Fe、Ni、Mn金屬氧化物的混合物。