[发明专利]原位生成过硫酸盐和双氧水去除污染物的装置及处理方法

说明书

本发明公开了原位生成过硫酸盐和双氧水去除污染物的装置及处理方法，包括污水循环单元、气体生成单元、污水处理单元、电控单元；污水循环单元通过蠕动泵将外部污水输送到气体生成单元和污水处理单元；气体生成单元可生成氧气后通过纳米曝气盘输送到气体扩散阴极底部；污水处理单元包括阳极区和阴极区，阳极区可通过电解硫酸盐生成过硫酸盐，阴极区可通过气体扩散阴极电解催化氧气生成双氧水；电控单元可提供直/交流电，正极和负极分别与电化学阳极和阴极连接。本发明装置原材料来源丰富、成本低，反应装置制备简单，占地面积小；借助电催化，耦合过硫酸盐和双氧水可实现新型污染物的异地高效去除，同时适用范围广、操作简单，水质净化效果优异。

技术领域

本发明属于污水深度净化领域，涉及新型有机污染物的降解去除工艺，尤其涉及原位生成过硫酸盐和双氧水去除新型污染物的装置及处理方法。

背景技术

有机滤光剂作为一类新型有机污染物，在个人护理品和抵抗紫外辐照材料中广泛使用，并被以直接或间接方式大量排入到水环境中，长期赋存危害水生生物，对人体健康存在潜在风险。

目前，污水处理厂的处理技术主要有物理法、化学法和生物法，可有效去除传统污染物，对有机滤光剂这一类新型污染物并不能完全去除。过硫酸盐去除工艺是一种类芬顿技术，常见的活化方法有过渡金属、光、超声、微波、电等方式，产生的硫酸根自由基可以氧化去除难降解新型污染物。

电解硫酸盐原位生成过硫酸盐和双氧水具备可循环利用性、环境友好性和运行成本较低的优势，日益受到广泛关注。电极是原位生成过硫酸盐和双氧水耦合体系的重要组成部分，分级多孔碳材料因原材料成本低、制备流程简单，将得到的具有丰富孔道的新型材料用于制备新型电化学气体扩散阴极，可高效原位产生双氧水，并耦合电化学阳极，应用于新型有机污染物的降解。对于电催化原位产生硫酸盐和双氧水耦合体系的应用目前还在探索阶段，因耦合作用效果优异，具有广阔前景。

发明内容

发明目的：为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了原位生成过硫酸盐和双氧水去除新型污染物的装置。

本发明还提供了利用该装置深度去除有机污染物的方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种原位生成过硫酸盐和双氧水去除新型污染物的装置，所述装置包括污水循环单元、气体生成单元、污水处理单元和电控单元；

所述污水循环单元包括临时污水储存池、蠕动泵、第一电磁阀和第二电磁阀，蠕动泵将污水通过第一电磁阀输送到气体生成单元，蠕动泵还将污水通过第二电磁阀输送到污水处理单元；

所述气体生成单元依次包括与第一电磁阀相连通的溶液入口、第一流量计、氧气产生区、固体入口和第二流量计；

所述污水处理单元包括污水处理罐、置于污水处理罐内部与水平面垂直且依次平行悬挂设置的第一气体扩散阴极、电化学阳极和第二气体扩散阴极，环绕电化学阳极设置一圈离子交换膜，所述离子交换膜将第一气体扩散阴极、电化学阳极和第二气体扩散阴极隔开成阳极区和阴极区，所述污水处理罐的内部底部设置有与氧气产生区相连通的第一纳米曝气盘和第二纳米曝气盘，所述污水处理罐顶部设置硫酸盐投加入口，所述污水处理罐侧壁下部设置有与第二电磁阀相连通的污水入口，所述污水处理罐侧壁上部设置有与污水储存池相连通的溶液出口；

所述电控单元包括电源，所述电源分别通过第一负极电极开关、正极开关和第二负极电极开关控制第一气体扩散阴极、电化学阳极和第二气体扩散阴极。

其中，所述第一纳米曝气盘与第一气体扩散阴极垂直相对设置，所述第二纳米曝气盘与第二气体扩散阴极垂直相对设置。

其中，所述固体入口上设置有固体投加器，所述硫酸盐投加入口上设有硫酸盐投加器。

其中，所述第一流量计控制进入第一纳米曝气盘中的气体流量，所述第二流量计控制进入第二纳米曝气盘中的气体流量。