[发明专利]一种三维漏斗式电Fenton装置及难降解有机废水处理方法

说明书

一种三维漏斗式电Fenton装置及难降解有机废水处理方法。使用旋流进水并通过曝气驱动漏斗式粒子载体中的催化粒子电极，使其充满于阴阳两极之间，同时通过连接在柱型标尺上的金属工作夹精确调整极板间距，从而对受不同程度污染的水体有针对性处理，使此装置具有操作简单方便，高效易控等优点，漏斗式载体在承载催化粒子电极的同时，也作为三维电Fenton降解污染物发生的主要场所，发挥了整个体系的整体性、连续性和稳定性优势，对难降解有机污染物有高效的降解能力。

技术领域

本发明属于难降解有机废水处理领域，具体涉及一种三维漏斗式电Fenton装置和难降解有机废水处理方法。

背景技术

传统Fenton法是一种高级氧化处理技术，由二价铁离子与过氧化氢反应生成一种具有强氧化性物质—羟基自由基，其氧化性仅次于自然界中氧化性最强的氟，且不具有生物毒性，对难降解有机污染物的处理卓有成效，其成本较低且装置简单易于操作，是目前污废水治理领域的热门课题，但传统Fenton反应主要存在以下三大问题：第一，中性或碱性条件下反应效能较低，因此需要控制反应pH为3左右才能获得较好的处理效果，但是长时间的酸性环境会对反应设备造成一定程度的腐蚀，需要不定期对反应装置进行检查；第二，反应过程中及反应后产生氢氧化铁沉淀（铁泥）过多易造成进水口堵塞，同时也阻碍了Fenton试剂之间相互接触从而影响反应的进行，且需要对铁泥进行进一步有效处理；第三，二价铁离子和过氧化氢的相对投加量不易控制，若铁离子投加过多会消耗反应产生的羟基自由基，投加过少则会造成过氧化氢的浪费，提高企业运行成本，并使得羟基自由基生成量难以达到预期效果。

三维电Fenton法在阴阳极接入电流，使阴阳两极板间填充的催化粒子电极极化成为具有阴阳极属性的粒子电极，并通过曝气在阴极生成过氧化氢，同时实现铁催化活性物种从三价还原成二价的循环再生；在阳极区域，催化粒子电极上的铁氧化物则以催化剂的角色参与过氧化氢的分解，三维电Fenton法较传统Fenton反应而言具有以下优点：反应物由系统自动生成而无需额外投加；反应器空间利用率高、电流效率高、污染物去除效能高，（电）化学反应由二维电极表面延伸到反应器的三维空间；反应过程对pH变化不敏感，高效pH范围可拓宽至3-7，且不易产生铁沉淀而导致管口堵塞；反应过程具有连续性，适应于要求持续运行的水厂和工厂等。

而为了提高三维电Fenton法混合效果不理想、运行过程中易短流等问题，CN204848373U则提出了一种新型三维电芬顿水处理装置，其在反应器内部设置筒形阳极板，实现气体和载体对极板的反复冲刷，使用过程有效避免极板结垢现象，保证装置持续有效运行；CN202576054U则设置了锥形底的反应器，并设置了碱液槽处理刺激性气体，但以上设置存在很多不足，入难以控制电极极板间距，在针对不同种污染物或污染浓度时难以对运行参数的调整存在困难，同时该种设置在装置中流动方式难以控制，会造成水质处理不均匀等问题，难以实现气体与水体的充分传质，运行效率低。

发明内容

本发明提供了一种高效的三维电Fenton反应装置，主要目的在于加强三维电Fenton中粒子电极相互之间的有效电流，通过在漏斗式粒子载体中曝气使粒子电极处于悬浮流动状态，使催化粒子电极与污染物充分接触发挥三维电极的效能。

针对上述整体思路，提出了具体的实施方法。