[發(fā)明專利]一種用于廢水處理的類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110901363.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113428968B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭瑞;張圣琦;劉宣文;蘇娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)秦皇島分校
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/72
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/72
• 代理公司: 沈陽(yáng)亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 許宇來(lái)

1.一種用于廢水處理的類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)腔（9），其特征在于，反應(yīng)腔（9）下部連接橫向進(jìn)水口（6），反應(yīng)腔（9）上部循環(huán)上口接外循環(huán)管（10）上端，反應(yīng)腔（9）下端循環(huán)下口接外循環(huán)管（10）下端，外循環(huán)管（10）上接泵（8），反應(yīng)腔（9）上部接橫向出水口（4），反應(yīng)腔（9）上端設(shè)置有橫向溢流口（2）；

所述進(jìn)水口（6）處設(shè)置有流量計(jì)（7）和進(jìn)水安全閥，出水口（4）處設(shè)置有出水安全閥（3）；

所述出水口（4）和溢流口（2）成90度夾角設(shè)置，外循環(huán)管（10）與溢流口（2）設(shè)置在相對(duì)側(cè)，進(jìn)水口（6）與出水口（4）設(shè)置在相對(duì)側(cè)，反應(yīng)腔上部循環(huán)上口低于出水口（4）；

在進(jìn)水口（6）加入H₂O₂；

工業(yè)廢水流入類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置內(nèi)，通過(guò)流量計(jì)（7）隨時(shí)控制流入的量，再經(jīng)過(guò)外循環(huán)管（10）多次外循環(huán)，與設(shè)置在反應(yīng)腔（9）內(nèi)的類(lèi)Fenton催化劑充分反應(yīng)，直至達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；

類(lèi)Fenton催化劑采用硅、稀土改性Fe₃C催化劑，硅、稀土改性Fe₃C催化劑的制備方法包括以下步驟：

步驟1)將碳源化合物、鐵源化合物和硝酸稀土分別溶解于甲醇中，再將鐵源化合物和硝酸稀土的甲醇溶液倒入碳源化合物的甲醇溶液中，持續(xù)攪拌形成紫色溶液并加熱將溶劑蒸發(fā)，烘箱中干燥過(guò)夜，得到黑紫色粘稠泡沫狀物質(zhì)，即為稀土、鐵-碳源化合物前驅(qū)體；

步驟2)將干燥的稀土、鐵-碳源化合物前驅(qū)體與硅粉混合研磨，使二者混合均勻，即為硅、稀土、鐵-碳源化合物前驅(qū)體；

步驟3)將硅、稀土、鐵-碳源化合物前驅(qū)體在流動(dòng)的氮?dú)夥諊赂邷仂褵玫蕉嗫捉Y(jié)構(gòu)的硅、稀土改性Fe₃C催化劑；

所述硝酸稀土采用硝酸鈰；

硅、鈰改性Fe₃C催化劑中硅的含量為10-20wt％，鈰的含量為10-20wt％；

所述碳源化合物為2-甲基咪唑、雙氰胺或三聚氰胺；

所述鐵源化合物采用三氯化鐵、硝酸鐵、硫化鐵或檸檬酸鐵銨；

所述類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置與利用光催化反應(yīng)處理廢水的裝置和用于工業(yè)廢水處理的電催化裝置配合使用；所述類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置的出水口（4）與用于工業(yè)廢水處理的電催化裝置的進(jìn)水口（21）相連，用于工業(yè)廢水處理的電催化裝置的出水口（22）與利用光催化反應(yīng)處理廢水的裝置的進(jìn)水口（36）相連；

用于工業(yè)廢水處理的電催化裝置包括反應(yīng)池（25），反應(yīng)池（25）內(nèi)設(shè)置有陽(yáng)極反應(yīng)單元和陰極反應(yīng)單元，反應(yīng)池（25）上設(shè)置有進(jìn)水口（21）和出水口（22）；

采用用于工業(yè)廢水處理的電催化裝置來(lái)處理廢水，陰陽(yáng)極板涂覆催化劑，在電催化的條件下參與反應(yīng)，并利用類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置殘留的H₂O₂分解有機(jī)物；

所述陽(yáng)極反應(yīng)單元由多個(gè)陽(yáng)極板（23）并聯(lián)組成，陰極反應(yīng)單元由多個(gè)陰極板（24）并聯(lián)組成；所述陰極板（24）與陽(yáng)極板（23）交替設(shè)置，將反應(yīng)池（25）分割為多個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，陰極板（24）和陽(yáng)極板（23）上設(shè)置有引流口；

利用光催化反應(yīng)處理廢水的裝置包括反應(yīng)容器（39）、反應(yīng)容器（39）下部連接橫向進(jìn)水口（36），反應(yīng)容器（39）上部循環(huán)上口接外循環(huán)管（40）上端，反應(yīng)容器（39）下端循環(huán)下口接外循環(huán)管（40）下端，外循環(huán)管（40）上接水泵（38），反應(yīng)容器（39）上部接橫向出水口（34），反應(yīng)容器（39）上端設(shè)置有橫向溢流口（32）；反應(yīng)容器（39）內(nèi)壁設(shè)置有發(fā)光部件；所述發(fā)光部件包括寬譜光源（43）和銳線光源（42），寬譜光源和銳線光源由上至下交錯(cuò)布置；所述寬譜光源（43）和銳線光源（42）為橫桿狀或環(huán)狀，寬譜光源端部與反應(yīng)容器（39）內(nèi)壁相連，銳線光源端部與反應(yīng)容器（39）內(nèi)中部的支架相連；寬譜光源（43）外側(cè)附著光催化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于廢水處理的類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置，其特征在于，所述外循環(huán)管（10）包括上橫管、豎管和下橫管，上橫管內(nèi)端與反應(yīng)腔（9）相連，上橫管外端與豎管上端相連，豎管下端接下橫管外端，下橫管內(nèi)端接反應(yīng)腔（9）下端循環(huán)下口，泵（8）接在豎管上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于廢水處理的類(lèi)Fenton反應(yīng)裝置，其特征在于，所述溢流口（2）處設(shè)置有溢流報(bào)警器（1）。