[发明专利]利用三维零价纳米铁生物碳电极高效处理高浓度有机废液的电芬顿装置及其使用方法与应用

权利要求书

1.一种利用三维零价纳米铁生物碳电极高效处理高浓度有机废液的电芬顿装置，其特征在于，包括电Fenton反应器部分、太阳能光伏发电部分、人工智能监测控制部分与生物碳分离回收部分；

所述电Fenton反应器部分包括废液生物碳混合池（20）、玻璃钢耐腐蚀反应池（1）、零价纳米铁生物碳阳极网筒（3）、阴极空气导入管（2）、对苯二酚羟胺零价纳米铁生物碳空气扩散式阴极（6）、导电疏水碳纤维布（5）、镍网（4）、叶片式旋转搅拌转子（7）、加热磁力搅拌系统（9）、渣浆泵（21）、废液进水管（14）、处理液出水管（11）、高压气泵（17）、耐腐蚀软管（18）、阴阳两极碳纤维复合芯导线（22）和电磁阀（10）；

所述太阳能光伏发电部分包括太阳能光伏发电组件（15）和整流变压器（19）；所述人工智能检测控制部分包括水质基本指标实时监测仪（16）、可编程控制器（8）和水位计（13）；

其中，所述太阳能光伏发电组件（15）与高压气泵（17）、整流变压器（19）、渣浆泵（21）、可编程控制器（8）、加热磁力搅拌系统（9）、生物碳分离回收部分（12）通过导线连接；所述高压气泵（17）与6个阴极空气导入管（2）通过耐腐蚀软管（18）连接；所述阴极空气导入管（2）底部为空心圆型；所述玻璃钢耐腐蚀反应池（1）为圆柱形，内置叶片式旋转搅拌转子（7）与加热磁力搅拌系统（9），所述零价纳米铁生物碳阳极网筒（3）固定于玻璃钢耐腐蚀反应池（1）的圆柱上圆心处，且所述零价纳米铁生物碳阳极网筒（3）与整流变压器（19）正极相连接；所述阴极空气导入管（2）呈六角形等距固定于零价纳米铁生物碳阳极网筒（3）周围；所述对苯二酚羟胺零价纳米铁生物碳空气扩散式阴极三层结构设置于阴极空气导入管（2）内部，且通过阴阳两极碳纤维复合芯导线（22）与整流变压器（19）负极相连接；所述对苯二酚羟胺零价纳米铁生物碳空气扩散式阴极三层结构由对苯二酚羟胺零价纳米铁生物碳空气扩散式阴极（6）、导电疏水碳纤维布（5）、镍网（4）按照自下而上层状叠压而成；所述渣浆泵（21）通过导管两侧连接废液生物碳混合池（20）与废液进水管（14），所述废液进水管（14）与玻璃钢耐腐蚀反应池（1）连接，所述玻璃钢耐腐蚀反应池（1）通过处理液出水管（11）与生物碳分离回收部分（12）连接；所述可编程控制器（8）与水质基本指标实时监测仪（16）、水位计（13）、电磁阀（10）、渣浆泵（21）通过导线连接；所述水质基本指标实时监测仪（16）、水位计（13）位于玻璃钢耐腐蚀反应池（1）内部；所述电磁阀（10）设置于玻璃钢耐腐蚀反应池（1）的进口和出口处。

2.根据权利要求1所述利用三维零价纳米铁生物碳电极高效处理高浓度有机废液的电芬顿装置，其特征在于：所述太阳能光伏发电组件（15）的额定输出电压为220V。

3. 根据权利要求1所述利用三维零价纳米铁生物碳电极高效处理高浓度有机废液的电芬顿装置，其特征在于：所述高压气泵（17） 每个耐腐蚀软管（18）向阴极空气导入管（2）输入空气流速为0.4~1.0 L/min。

4.根据权利要求1所述利用三维零价纳米铁生物碳电极高效处理高浓度有机废液的电芬顿装置，其特征在于：所述零价纳米铁生物碳阳极网筒（3）由零价纳米铁生物碳、水与聚四氟乙烯以质量比3：5：11~22比例混合均匀涂抹于卷制而成的RuO₂/Ti网上风干制成。

5. 根据权利要求1所述利用三维零价纳米铁生物碳电极高效处理高浓度有机废液的电芬顿装置，其特征在于：所述加热磁力搅拌系统（9）控制叶片式旋转搅拌转子（7）的转速为600~1000 rpm，温度为45~60℃。