[发明专利]一种以多级光电管深度处理高盐有机废水的反应器

说明书

本发明涉及一种以多级光电管深度处理工业废水的方法，属于环保水处理技术领域。具体来说是一种以多级多孔形式实现光电催化降解水中有机污染物的水处理装置。该反应装置主要由大孔金属丝网、微孔缺陷态金属氧化物阴极、纳米孔贵金属阳极、紫外灯光源、直流电源、壳体等构成。此装置不仅利用阳极的氧化作用、空气氧电极阴极的还原作用，而且利用电场所产生的·OH、H₂O₂等活性基团与悬浮颗粒物及污染物发生协同作用。该反应器设计合理，处理效率高，适合高盐度、高悬浮物、高COD、高氨氮废水的处理，不产生二次污染，也可将多个反应装置串联使用，机动灵活。

技术领域

本发明涉及一种以多级光电管深度处理高盐有机工业废水的反应器，属于环保水处理技术领域。

背景技术

高盐有机废水特指含有较高COD浓度有机物和至少3.5％的总溶解固体物(TDS)的废水。该类废水来源广泛，主要来源于化工、制药、石油、造纸、奶制品加工、食品罐装等多种工业的生产过程中，水中不但含有很多高浓度的有机污染物，同时还有大量钙、钠、氯、硫酸根以及重金属离子。

高盐有机废水一般是水处理领域的难点和重点。当含盐原水COD浓度在5g/L以下且对结晶盐质量没有要求时，一般是将含盐原水经过加药气浮处理后，再进入蒸发结晶系统。蒸发结晶法需耗费大量能源，同时结晶盐质差，只能作为固废填埋；另一种较为有效的处理技术是Fenton法。Fenton法借助H₂O₂和Fe²⁺的催化反应，对废水中有机污染物具有很强的氧化能力，且反应速度快，出水经沉淀净化后可实现预处理目的。但Fenton以及类Fenton催化氧化工艺要求反应的pH值较低，而且反应结束后，需进行脱铁操作，产生较多的含铁污泥。当COD浓度在10000mg/L以上时，Fenton法的经济性较差；此外还有以臭氧为强氧化剂的复合处理工艺。臭氧具有较强的氧化能力，可使废水中的环链和长链断开，提高废水的可生化性。同时破坏废水中的胶体、发色团、发臭团等，但不能去除盐份和较多的氨氮。虽然臭氧氧化在反应形式上比Fenton工艺简单，但氧化深度较低，去除COD效率不高，而且臭氧工艺需要较为复杂的臭氧发生器和反应器，投资和运行费用较高。

电催化反应器的传统实施方式是以平板对电极的形式实现的，但平板电极的最大问题在于，电催化剂仅存在于平板电极表面，无法迁移至废水内部，因此电化学过程中产生的氧化性自由基和污染物无法充分接触，水力和电力的分布也不够均匀，无法实现电流效率的最大化。针对以上技术的缺陷，本发明提供了一种弥补了电催化平板反应器缺陷的多级光电管反应器。该反应器利用高盐有机废水中的悬浮颗粒物和电聚合产生的颗粒物本身作为流化颗粒，既能解决电催化剂与废水接触与交换困难的问题，同时利用流化颗粒的剧烈扰动使溶液浓度趋于均匀，颗粒表面的传质膜厚度得到有效降低，从而提供巨大的电极活化面积和传质速率以提高电催化的量子效率。同时多孔阴极还原反应产生的活性基团与氧化物阳极氧化反应产生的·OH相互作用，使其氧化能力得到进一步强化。该反应装置结构简单，高效灵活、适合高盐度、高悬浮物、高COD的有机废水，特别是含高毒性废水的深度处理。

发明内容

本发明是鉴于现有技术中存在的上述问题而做出的，其特征在于，该反应器主要由反应器壳体(1)、进水口(11)、出水口(12)、上压帽(13)、下顶盖(14)、垫圈(15)、大孔金属丝网(2)、微孔缺陷态金属氧化物阴极(3)、纳米孔贵金属阳极(4)、紫外反应区(5)、石英反应管(51)、UV-C紫外灯(52)、紫外灯电源(53)、直流电源(6)、回流泵(7)、分流阀(8)构成。