[实用新型]强化电化学氧化废水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水净化处理领域，特别涉及一种通过加压溶气的方式增加压力容器内溶解氧浓度，以促进电化学反应产生更多的强氧化性物种，进而强化对废水中有机污染物降解的强化电化学氧化废水处理装置。

背景技术

电化学氧化法是一种环境友好型高级氧化技术。在废水处理中不需要添加氧化剂，化学污染风险小。反应条件温和，一般在常温常压下进行；具有气浮、絮凝、杀菌、氧化作用。反应装置和工艺简单，可操作性强，易于实现自动化控制。广泛适用于处理垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、造纸废水、炼油废水等多种难生物降解有机废水。电化学氧化法存在电流效率低、能耗较大和操作费用高等问题，限制了在实际应用中的普及推广。

电化学氧化可分为两类，一类属于电化学直接氧化，即在一定电场环境下阳极上有机污染物失去电子而发生氧化时反应并转化为无害物，另一类属于电化学间接氧化，即利用电极表面产生的具有强氧化性活性物种使污染物发生氧化还原转变。电化学直接氧化常伴随阳极析氧反应，导致电流效率低，影响有机物降解效果。目前研究侧重探索综合性能好的阳极材料，如具有较高的析氧过电位和催化活性，在废水中具有较高的稳定性和抗腐蚀。与电化学直接氧化相比，电化学间接氧化性对有机污染物氧化效率更高。于秀娟等人在研究阴阳极室同时氧化对煤气废水处理效果时发现阴极室的电流效率始终高于阳极室，且阴极室COD去除率高于阳极室，阴极室有机物的矿化程度较好。利用氧气在阴极发生电还原反应产生H₂O₂能够彻底去除苯酚、氯苯、苯胺、氯酚等污染物，对染料脱色的效果也很明显。氧气在阴极电还原生成H₂O₂受到阴极材料、阴极电位、pH值、温度、气液间传质速率影响。根据薄液膜理论，气体需要溶解在电解液中才能发生电化学反应，但氧气在溶液中溶解度只有10^-3-10^-4g/L，溶液中氧气传质速率低显著影响电流密度，导致H₂O₂生成量少。目前研究多采用增加曝气量、设计三维多孔阴极的方式提高气液固三相间传质效率。周蕾在对电芬顿阴极材料的制备与转盘工艺研究中通过增加氧气流量来增加溶解氧浓度。但这种方法受到常压条件下饱和溶解氧浓度(25℃时饱和溶解氧浓度为8.3mg/L)，当氧气流量超过一定值后H₂O₂生成量不再增加。

综上所述，现有技术存在以下的不足之处：电流效率低、能耗较大、操作费用高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种根据亨利定律，一定温度下气体在液体中的溶解度和该气体的平衡分压成正比。通过增加电化学氧化环境压力可以大幅提高溶解氧浓度，从而增加强氧化剂过氧化氢的生成量，强化电化学氧化法对废水中有机污染物的氧化分解，减少废水处理时间，节省能耗，通过快速、有效提高电化学氧化环境内溶解氧浓度，促进过氧化氢的生成，缩短电化学氧化法降解有机污染物的反应时间，提高废水处理效率的强化电化学氧化废水处理装置。

本实用新型的技术解决方案是所述强化电化学氧化废水处理装置，包括压力罐体，其特殊之处在于，所述压力罐体内竖直放置电解槽，电解槽与外部直流电源通过压力罐体外部的正、负极接线柱相连，压力罐体的顶部设有压力表、安全阀、出水口，压力罐体的底部设有经进气管连通压力罐体内外的布气系统，压力罐体中心轴处设有与外界贯通的布水系统，压力罐体还设有用于控制、调节压力罐体内的压力、溶解氧浓度而分别设于压力罐体内的压力传感器和溶解氧检测传感器，压力罐体出水口的第一比例调节阀，压力罐体进气管前的空压机和第二比例调节阀，以及根据信号采集器判断压力值、溶解氧浓度与设定值差异并控制空压机启停和两个比例调节阀开度的自动控制系统。

作为优选：所述电解槽由垂直布水系统穿孔管并在支承架上交替叠置的圆盘状阳极片与圆盘状阴极片组件组成；所述圆盘状阴极片组件由第一圆盘状阴极片、第二圆盘状阴极片和第一圆盘状阴极片与第二圆盘状阴极片之间成型的布气室组成。

作为优选：所述圆盘状阳极片由具有金属氧化物涂层的多孔钛板或钛网构成，圆盘状阳极片圆周边缘径向凸设极耳，极耳上设有螺孔；所述圆盘状阴极片由具有气体扩散的电极或碳布构成，圆盘状阴极片圆周边缘径向凸设极耳，极耳上设有螺孔；

作为优选：所述支承架由若干米字型构架、沿若干构成隔离通道的米字型构架圆心垂直穿设的支承杆组成。