[發明專利]高級氧化處理廢水的一體化方法及裝置

有效

• 申請號: 201810769751.8
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108675436B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 安路陽;宋迪慧;尚書;王宇楠;徐歆未;張立濤
• 申請（專利權）人: 中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;C02F101/30
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

1.高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，包括：

1）在反應器內對廢水進行一體化處理，所述反應器由下部的陽極厭氧微生物反應室及上部的陰極高級氧化反應室組成，陽極厭氧微生物反應室與陰極高級氧化反應室之間通過隔膜分隔；陽極厭氧微生物反應室內設有陽極電極，并填充顆粒活性炭與厭氧產電菌的混合物；陰極高級氧化反應室內沿高向設有多層陰極板，陽極電極與最上層陰極板之間通過導線連接，各層陰極板之間間隔填充有固體催化劑填料形成多層固體催化劑填料區；

2）待處理的廢水按照設定流速由反應器底部進入陽極厭氧微生物反應室內并向上方流動，利用微生物燃料電池的原理，陽極厭氧微生物反應室內同時進行有機污染物的去除和產生電能的反應，陽極電極與最上層陰極板之間產生的電場使其余各層陰極板產生復極化效應；

3）陽極厭氧微生物反應室出水通過隔膜后，依次通過多級電場復極化的固體催化劑填料區，將氣體氧化劑按照設定的氣水比均勻分散到各級固體催化劑填料區內；在復極化電場作用下，廢水、固體催化劑及氣體氧化劑均勻混合并發生催化氧化反應，產生強氧化性自由基；固體催化劑填料不僅發揮催化作用還充當粒子電極，產生復極化電催化效果，促進強氧化基團的產生，加速水中大分子污染物開環斷鏈，最終分解為水、二氧化碳、氮氣及其他小分子，從而去除廢水中的難降解有機污染物。

2.根據權利要求1所述的高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，所述反應器的反應條件為常溫常壓，進水的pH值為4～8，氣體氧化劑與廢水的氣水流速比為10～30:1。

3.根據權利要求1所述的高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，所述氣體氧化劑為空氣、氧氣、臭氧、過氧化氫、水蒸氣中的一種或幾種氣體任意組合。

4.根據權利要求1所述的高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，所述固體催化劑填料為顆粒活性炭、碳氣凝膠、成型分子篩、負載貴金屬的復合型催化劑中的一種。

5.根據權利要求1所述的高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，所述陽極電極采用碳棒、石墨烯、碳納米管或金屬/導電聚合物修飾的碳納米電極材料。

6.根據權利要求1所述的高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，所述陰極板采用普通碳材料、改性碳材料或金屬與碳的復合催化劑電極材料。

7.根據權利要求1所述的高級氧化處理廢水的一體化方法，其特征在于，所述氣體氧化劑的供入方式采用多級陰極板微孔曝氣供入方式或中空纖維膜供入方式；其中多級陰極板微孔曝氣供入方式是將陰極板制成中空結構，中空陰極板內部的空腔作為氣室，中空陰極板表面遍布微孔，氣體氧化劑先供入氣室，再通過表面的微孔形成均勻、穩定的微小氣泡進行曝氣；中空纖維膜供入方式是將中空纖維膜組件由上至下貫穿于反應器的陰極高級氧化反應室中，中空纖維膜組件由多個具有疏水性和微孔性的空心膜管組成，廢水在空心膜管外流動，氣體氧化劑先供入空心膜管的管腔內，在氣體壓力的推動下，管腔內的氣體氧化劑透過膜壁供入到廢水中。

8.用于實現權利要求1所述方法的高級氧化處理廢水的一體化裝置，其特征在于，包括反應器，所述反應器由下部的陽極厭氧微生物反應室及上部的陰極高級氧化反應室組成，陽極厭氧微生物反應室與陰極高級氧化反應室之間通過隔膜分隔；陽極厭氧微生物反應室的中部設有陽極電極，陽極厭氧微生物反應室內填充顆粒活性炭與厭氧產電菌的混合物；陰極高級氧化反應室內沿高向水平設有多層陰極板，陽極電極與最上層陰極板之間通過導線連接，各層陰極板之間間隔填充有固體催化劑填料形成多層固體催化劑填料區；固體催化劑填料區內設有氣體氧化劑供入裝置，氣體氧化劑供入裝置連接外部的氧化劑氣源；反應器的底部設進水口，陰極高級氧化反應室上方的反應器一側設出水口，反應器頂部設排氣口及排氣閥；氣體氧化劑供入裝置為多級陰極板微孔曝氣供入裝置或中空纖維膜供入裝置；所述多級陰極板微孔曝氣供入裝置由多層制成中空結構的陰極板組成，中空陰極板內部的空腔作為氣室，中空陰極板表面遍布微孔，氣室與外部氧化劑氣源連接；中空纖維膜供入裝置為由上至下貫穿于反應器的陰極高級氧化反應室中的中空纖維膜組件，中空纖維膜組件由多個具有疏水性和微孔結構的空心膜管組成，各空心膜管分別連接外部氧化劑氣源；所述陽極電極與最上層陰極板之間的導線上設電阻。