[發(fā)明專利]一種電磁輔助鐵銅微電解氧化裝置和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211209698.9
• 申請(qǐng)日: 2022-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN115520937A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡魯祥;沈浩;倪豐;章文軍;蔡振天;唐忠平;宋全清;俞國(guó)英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波財(cái)經(jīng)學(xué)院;華甬工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461;C02F1/48;C02F1/78;C02F101/30
• 代理公司: 杭州星河慧專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33410
• 代理人: 周麗娟

本發(fā)明公開了一種電磁輔助鐵銅微電解氧化裝置和方法。本發(fā)明中，通過在箱體的三個(gè)不同的面上設(shè)置三個(gè)電磁鐵，對(duì)箱體內(nèi)的金屬柱進(jìn)行磁化或在箱體內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，并利用磁化的金屬柱對(duì)鐵顆粒的磁吸作用以及磁場(chǎng)的電磁作用，驅(qū)動(dòng)鐵顆粒運(yùn)動(dòng)，和金屬柱的銅表面發(fā)生碰撞和接觸，從而發(fā)生微電解反應(yīng)并及時(shí)更新金屬表面，使得微電解反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。尤其是，微電解反應(yīng)中混有臭氧的空氣的通入，不但能夠促進(jìn)鐵顆粒、鐵質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，還能利用亞鐵離子對(duì)臭氧的活化作用，使得鐵和臭氧協(xié)同反應(yīng)，大大提升廢水中有機(jī)污染物的降解速度和降解效果，提高廢水處理效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電解法進(jìn)行廢水處理的裝置和方法。

背景技術(shù)

微電解技術(shù)，利用微電解填料間的電位差，以活性金屬填料為溶解性陽(yáng)極，惰性填料為陰極，以充入的廢水為電解質(zhì)溶液，在廢水中形成無數(shù)個(gè)微小的原電池。這些微小的原電池?cái)?shù)量驚人，數(shù)以萬計(jì)，而且，新生態(tài)的電極產(chǎn)物活性極高，能與廢水中的有機(jī)污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使其結(jié)構(gòu)、形態(tài)發(fā)生變化，完成難降解有機(jī)污染物到易處理的轉(zhuǎn)變。

目前的微電解的研究主要關(guān)注的是鐵碳微電解體系。實(shí)際上，鐵碳微電解只是微電解體系的一種，其他填料組合如鋁-碳、鋁-銅與鋅-銅等原電池也能構(gòu)成微電解體系。以金屬銅代替碳，構(gòu)成鐵-銅雙金屬原電池，鐵銅兩極間的電勢(shì)差遠(yuǎn)大于鐵碳兩極間的電勢(shì)差，有望提高電化學(xué)反應(yīng)效率，并對(duì)有機(jī)污染物的氧化處理有更好的效果。

中國(guó)專利ZL02111901.5公開了一種催化鐵內(nèi)電解處理難降解廢水的方法，該方法利用鐵銅之間的電勢(shì)差遠(yuǎn)大于鐵碳之間電勢(shì)差的原理，能夠在中性條件下發(fā)生電偶腐蝕降解污染物，將銅、鐵及沸石混合后以固定床的形式填充到濾池中，并通過回流廢水的方式處理廢水。該方法對(duì)難降解污染物有較好的分解效果，但仍存在以下缺點(diǎn)：(1)沸石的阻隔及鐵銅之間的間隙會(huì)極大地限制鐵和銅的接觸，即限制了鐵銅之間電偶腐蝕的形成數(shù)量，降低了廢水的處理效率；(2)固定床的形式容易出現(xiàn)短流現(xiàn)象，限制了污染物及其降解產(chǎn)物在填料顆粒表面和溶液之間的質(zhì)傳遞過程，從而影響廢水處理效率；(3)固定床的形式還會(huì)導(dǎo)致污染物及鐵的腐蝕產(chǎn)物在填料顆粒表面發(fā)生共沉淀作用，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致填料顆粒表面形成鈍化膜，從而嚴(yán)重影響廢水處理效率。

中國(guó)專利ZL 201210303734.8公開了一種鐵銅雙金屬粒子處理難降解廢水的方法，包括：室溫、常壓將平均粒徑為0.1mm的鐵粉加入硫酸銅水溶液中，攪拌、靜置沉淀后排出上清液，對(duì)所得固體粒子用去離子水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲鐵銅雙金屬粒子；將鐵銅雙金屬粒子加入微電解反應(yīng)器中，然后向微電解反應(yīng)器中連續(xù)輸入待處理廢水并進(jìn)行機(jī)械攪拌，在機(jī)械攪拌下鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對(duì)廢水進(jìn)行處理，經(jīng)鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水連續(xù)排出。該方法存在一定的缺點(diǎn)：鐵銅雙金屬粒子的制備中，銅形成于鐵的表面，反應(yīng)中鐵銅形貌不易控制。如果表面銅對(duì)鐵微粒全包裹，則可能影響鐵與廢水的接觸，廢水得不到凈化；如果表面銅對(duì)鐵微粒包裹不均勻，則很可能是小顆粒狀覆蓋，則這些表面的小顆粒銅與鐵結(jié)合不緊密，在攪拌的過程中很容易脫落而失去電解效力；特別是，在小顆粒銅周圍的鐵被腐蝕之后，銅與鐵顆粒之間的連接變得松散，稍一攪動(dòng)就會(huì)銅鐵分離，無法形成電解作用。另外，鐵粉顆粒只有0.1mm，這么小顆粒的鐵粉很容易被水帶走，也很容易被水中的氧氣給氧化，導(dǎo)致大量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電磁輔助鐵銅微電解氧化裝置和方法，利用鐵粉或鐵屑與金屬柱的銅表面構(gòu)成鐵銅原電池，通過磁場(chǎng)的周期性調(diào)整，使鐵粉或鐵屑在電磁作用下左右運(yùn)動(dòng)，與金屬柱的銅表面發(fā)生碰撞，通過碰撞對(duì)鐵銅表面進(jìn)行機(jī)械震蕩洗刷，保持反應(yīng)表面的及時(shí)更新，從而使得微電解反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；同時(shí)與臭氧協(xié)同作用，大大提高氧化還原處理廢水中有機(jī)污染物的效率和效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種電磁輔助鐵銅微電解氧化裝置，包括：箱體，其中，

在所述箱體的頂面內(nèi)壁、左側(cè)面內(nèi)壁和右側(cè)面內(nèi)壁上，分別設(shè)置有第一電磁鐵、第二電磁鐵和第三電磁鐵，分別與第一電源、第二電源和第三電源連接；