三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的裝置及方法，反應器裝置內設有復合鈦基涂層電極為陽極棒、不銹鋼為陰極棒，且內置紫外光源聚光器，通入壓縮空氣，納米半導體氧化物表面鍍膜陶瓷介質為載體并呈懸浮狀態，在堿性環境中，電解氧化脫鹽及光催化氧化同步耦合作用，在陽極上生成羥基自由基，廢水中的Cl-在陽極上放電生成生成Cl2，并擴散到溶液中水解生成ClO-，可氧化廢水中的有機物并脫鹽；在紫外光源聚光器作用下，降解廢水有機污染物；同時利用電解的副反應，即析氧生成高濃度溶解氧，與納米半導體氧化物光生電子反應，生成氫氧自由基·[OH]，促進光催化氧化反應的活性，降解廢水有機雜質的礦化去除，工藝操作簡單方便。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高鹽難降解有機工業廢水的處理工藝，特別涉及一種光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的裝置及方法，屬于水處理

技術介紹
目前，含有高濃度的可溶性無機鹽分，同時富含高濃度難降解有機污染物的工業廢水普遍存在我國各個地區和不同行業中，將給當地的生存環境造成了巨大的壓力。高濃度鹽廢水包括高鹽生活廢水和高鹽工業廢水。其主要來源有兩個方面，一是海水直接利用于工業生產和生活用水，含鹽量一般在(2 · 50-3 · 50) X 104mg · L' 二是工 業行業生產過程中排放的高鹽度廢水，如印染、造紙、化工和農藥行業排放大量的高濃度鹽廢水，含鹽量一般在15% 25%左右。含鹽廢水的排放帶來十分嚴重的環境污染，特別是工業含鹽廢水，除本身含有高濃度的鹽外，還含有大量的有毒難降解溶解性有機物如苯環類化合物和烴類等，此類廢水的溶解性有機物含量高，一般物理化學方法難以處理，而生化處理多局限在配水試驗，因此，研究各類企業中實際排放的含高鹽廢水生物處理的可行性、機理和處理條件是十分必要的。傳統活性污泥法是通過活性污泥的馴化過程，培養出具有良好有機物降解性能的耐鹽微生物是處理高鹽有機廢水的重要前提。研究人員在處理高鹽廢水的活性污泥馴化進行了研究，取城市污水廠的回流污泥，按一定流程進行培養馴化，結果表明，馴化污泥的有機物去除率比未馴化污泥顯著提高，具有良好的有機物吸附和氧化能力，出流懸浮物和氧吸收率均沒有明顯變化。在處理高含鹽量環氧丙烷皂化廢水時，有提出的兩段接觸氧化工藝，具有較強的抗毒性和抗沖擊負荷能力，體積小，可以維持較高的泥齡，生物相相對穩定，水力停留時間大為縮短。當然，研究人員提出的間歇反應器也具有較強的抗沖擊負荷能力，比連續流反應器有更好的處理效果，運用于處理SBR活性污泥法處理高含鹽量石油發酵工業廢水，以及在利用序批式反應器研究高鹽高氨氮廢水脫氮的處理，污泥經過馴化能夠脫鹽脫氮，有一定的降解效率。采用液-液萃取-膜生物反應器組合工藝，處理含有較高濃度有機物CPs (IOOOmg/I)和鹽度(15%W/W)模擬廢水時發現非水溶性溶劑起到載體作用，阻止了初始廢水中的無機鹽和酸進入生物反應器，從而排除了它們對后續生物處理的抑制作用；由于CPs自身的特性，易于從酸性廢水中提取，而初始廢水中的有機物濃度往往很低(< 100mg/l)，它們從溶劑中脫離到堿性溶液后，濃度合適。生物反應器中的CPs濃度較高，在這種較高的濃度下，CPs的生物降解速率增加了 20倍。還有，膜分離技術包括微濾、超濾、納濾、反滲透、滲析及相關的組合工藝。這些技術廣泛應用于工業循環水及工業廢水深度處理中，具有操作靈活、除鹽效率高的優點，但也同時存在易堵塞、能耗大、再生困難、制水成本高等缺陷。根據國內外針對高鹽度高濃度有機廢水處理的實際工程實踐，上述這些方法雖然在降解廢水中COD等污染物方面取得了一定的成效，但普遍存在處理效率低、出水水質不穩定、運行成本高、維護管理不便等缺陷，同時存在傳統生化及物化處理技術無法順利實現去污目標的問題，針對高鹽度高濃度有機廢水處理存在的問題，探尋一種工藝操作簡單方便的處理工藝方法，因此，急需新的高效組合工藝，在技術方案上，去除此類高鹽廢水中的有機污染物、抑制原水在處理過程中的厭氧發酵現象方面是重點研究方面，在應用上，降低能耗和成本，有效解決這一環保難題，實現改善環境污染的社會效應
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有高鹽難降解有機工業廢水處理效率低、工藝性能方面的缺陷，提供一種三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的方法，通過電解催化氧化法脫鹽降解有機污染物，與光催化氧化法降解有機污染物同步耦合的方法，采用輻射式多級側向流均質精細過濾，對高鹽難降解有機工業廢水有效處理。本專利技術的另一個目的是提供一種三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的裝置，工藝操作簡單方便，提高脫鹽、對有機物的降解能力和濾層截污能力，降低能耗和成本，出水水質穩定。本專利技術解決其技術問題采用以下技術方案一種三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的裝置，在反應器裝置上部一側接進水管，另一側出水管，反應器裝置底端接進氣管，反應器裝置內底部設排泥管，反應器上部接回流管，其特征在于反應器裝置內設置有復合鈦基涂層電極的陽極棒、不銹鋼的陰極棒，且反應器裝置內均布有紫外光源聚光器，反應器裝置內填充納米半導體氧化物表面鍍膜陶瓷介質。所述紫外光源的聚光器至少為二個或二個以上并聯設置，并可自轉。所述反應器裝置內底部設排泥管為穿孔排泥管。一種三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的方法，鹽難降解有機工業廢水通過進入管流入反應器裝置中，并加入堿性物質，溶液Ph值呈8. 5-9. 5，進氣管通入壓縮空氣，使納米半導體氧化物表面鍍膜陶瓷介質呈懸浮狀態；I)電解氧化脫鹽作用用復合鈦基涂層電極為陽極、不銹鋼為陰極，在電極的兩端施加電壓，通過電解反應在陽極上生成的羥基自由基MOx · ，與陽極現存的氧反應，并使羥基自由基中的氧轉移給金屬氧化物晶格，可氧化廢水中的有機物，廢水中的cr在陽極上放電生成ci2，Cl2擴散到溶液主體中并水解生成具有很強氧化能力的C1CT，ClCT可氧化廢水中的有機物，對廢水中的有機污染物進行降解，達到脫鹽凈化；2)光催化氧化作用用納米半導體氧化物表面鍍膜陶瓷介質為載體，以可見光為光源聚光器的光催化氧化作用下，通過羥基自由基與廢水有機污染物之間加成、取代、電子轉移反應，使殘余污染物礦化為二氧化碳、水等無機物，同步降解廢水中的有機污染物；3)電解氧化脫鹽及光催化氧化同步耦合作用電解催化氧化過程中的副反應，即析氧反應生成高濃度溶解氧，與溶液中載體介質表面的納米半導體氧化物光生電子發生反應，生成較多氫氧自由基· ，促進光催化氧化反應的活性，消耗了溶液中的溶解氧，使電催化氧化反應繼續進行，對廢水中難降解有機雜質的礦化去除；出水管出處理凈水，排泥管排出污泥，部分回流至回流管管重新進入反應器進水管進行處理。所述電解氧化脫鹽反應中復合鈦基涂層電極為選擇摻Sn量為5% -8%的二氧化錫中間層，在 O. 1-0. 5M Pb (NO3) 2,0. 4-0. 6g/LNaF，0. 5g/LSLS，0. 1-0. 3M HNO3 的 45°C -80°C的鍍液中在小電流密度(彡10mA/cm2)下恒流電鍍制備出鈦基三維復合電極。所述光催化氧化反應中的用納米半導體氧化物表面鍍膜陶瓷介質為納米二氧化鈦表面鍍膜陶瓷介質。本專利技術與現有技術相比具有以下優點I、本專利技術采用電解催化氧化方法處理高鹽度高濃度有機廢水，由于高鹽度有機廢水具有良好的電導率，在反應過程中污染物直接與電極進行電子傳遞。在金屬氧化物的陽極上生成的較高價金屬氧化物有利于有機物選擇性氧化生成含氧化合物；在陽極上生成的 自由基MOx · 有利于有機物氧化燃燒生成C02。具體反應過程如下在氧析出反應的電位區，金屬氧化物表面可能形成高價態氧化物，因此在陽極上存在兩種狀態的活性氧，即吸附的氫氧自由基和晶格中高價態氧化物的氧。陽極表面氧化過程分兩階段進行，首先溶液中的氏0或在陽極上放電并形成吸附的羥基自由基Μ0χ+Η20 — MOx · +H+本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三維粒子光電同步耦合催化氧化處理高鹽難降解有機工業廢水的裝置，反應器裝置(6)上部一側接進水管(1)，另一側出水管(3)，反應器裝置(6)底端接進氣管(2)，反應器裝置(6)內底部設排泥管(5)，反應器(6)上部接回流管(4)，其特征在于：反應器裝置(6)內設置有復合鈦基涂層電極的陽極棒(7)、不銹鋼的陰極棒(8)，且反應器裝置(6)內均布有紫外光源聚光器(9)，反應器裝置(6)內填充納米半導體氧化物表面鍍膜陶瓷介質(10)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李孟，張斌，
申請(專利權)人：湖北中碧環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：