[發明專利]一種光伏驅動電芬頓自維持系統及降解苯胺廢水的方法

有效

• 申請號: 201810469601.5
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108439671B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張順喜;王文清;程群鵬;李建芬
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/461;C02F1/72;C02F103/38
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

1.一種采用光伏驅動電芬頓自維持系統降解苯胺廢水的方法，其特征在于，該光伏驅動電芬頓自維持系統包括電芬頓自維持單元、鐵絮體回收單元及光伏電源驅動單元，所述電芬頓自維持單元與所述鐵絮體回收單元連接；所述方法包括將苯胺廢水依次通過電芬頓自維持單元與鐵絮體回收單元；

所述電芬頓自維持單元包括自下而上依次設置的陰極板A、陽極板A、催化劑層、陽極板B和陰極板B；所述陰極板A、陽極板A和陰極板B各自獨立地采用石墨或鈦板電極；所述陽極板B采用鐵板或鑄鐵板電極；

其中，陰極板A和陽極板A間的電流密度為7.5～22.5mA/cm²，陰極板B和陽極板B間的電流密度為陽極板A與陰極板A間電流密度的1/3～1/5；

通過控制電流，陰極板A電解產生的氫氣和陽極板A產生的氧氣在催化劑作用下原位合成H₂O₂，同時水體由陰極板A的堿性環境逐步過渡到陽極板A的酸性環境；陽極板B原位釋放出Fe²⁺，同時在陽極板B區域水體酸性進一步增強，此時原位形成的H₂O₂和Fe²⁺所產生的強氧化性自由基能在高效的pH氛圍下將微污染水體中的苯胺氧化，并得以去除；而陰極板B區域所形成的堿性環境有利于Fe²⁺、Fe³⁺分別形成Fe(OH)₂、Fe(OH)₃絮體；處理后的污水通過反應器出水口排放到沉淀池中；

所述鐵絮體回收單元包括沉淀池和設置在沉淀池內的濾料層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，

所述陰極板A和陽極板A通過絕緣電極襯套相連，間距為20-40mm；

所述陰極板B和陽極板B通過絕緣電極襯套相連，間距為20-30mm。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述陰極板A、陽極板A、陰極板B和陽極板B均為開孔的圓板電極，孔直徑為1.5～2.5mm，開孔率為18～25%。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電芬頓自維持單元設置有位于底部的反應器進水口和位于頂部的反應器出水口，所述陰極板A設置于底部且靠近底部的反應器進水口，所述陰極板B設置于頂部且靠近頂部的反應器出水口；所述反應器出水口與沉淀池進水口連通。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述催化劑層中的催化劑為活性Al₂O₃負載鈀的球形顆粒，顆粒粒徑為1.5～3.5mm，鈀含量為0.5～2wt%，催化劑的裝填高度為60～90mm。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述濾料層為由不同粒徑濾料構成的多組濾料層；

所述多組濾料層包括粗濾料層、中等濾料層、細濾料層；

所述粗濾料層裝填有粒徑為2.5～5mm的石灰石顆粒，厚度為250～350mm，空隙率45～55%；

所述中等濾料層裝填有粒徑為1.5～3mm的錳砂，厚度為250～350mm，空隙率為38～45%；

所述細濾料層裝填有粒徑為0.8～1.6mm的無煙煤，厚度為200～300mm，空隙率為46～53%。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述光伏電源驅動單元包括光伏板組件、光伏控制器、DC-DC轉換模塊、蓄電池組、光控開關、可變電阻器和電流表。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述光伏電源驅動單元包括光伏電源驅動單元A和光伏電源驅動單元B，所述光伏電源驅動單元A向陽極板A、陰極板A供電；所述光伏電源驅動單元B向陽極板B、陰極板B供電。