[发明专利]一种有机废水深度降解反应装置及应用

权利要求书

1.一种基于内循环流化床的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，包括流化床反应池；

所述流化床反应池为筒状内循环流化床反应池，内部包括漏斗形内构件、锥台、纤维过滤球、气液分布板、三个同轴的内筒、中筒和外筒；

所述内筒、中筒、外筒由内至外依次套叠；其中内筒为电催化膜组件，中筒为气体扩散电极，外筒为不锈钢网；中筒和外筒之间构成腔室Ⅰ，中筒和内筒之间构成腔室Ⅱ，腔室Ⅰ和腔室Ⅱ内填充粒子电极；所述中筒连接负极，内筒和外筒连接正极；中筒和外筒等高；内筒、中筒、外筒的顶部等高，中筒和外筒的底部低于内筒1~3cm；外筒靠近反应器外壁；

所述纤维过滤球设置在流化床反应池的底部，所述气液分布板置于纤维过滤球的顶部，所述三个内筒、中筒和外筒设置在气液分布板的顶部，有机废水的流向为依次经过纤维过滤球、气液分布板，然后进入腔室Ⅰ、腔室Ⅱ，最后流经内筒出水；

所述漏斗形内构件设置在内筒、中筒和外筒的顶部，所述漏斗形内构件的下孔口直径与内筒横截面直径等宽；漏斗形内构件顶部圆环环宽与中筒、外筒间距等宽，顶部与中筒、外筒的垂直距离3~6 cm，漏斗形内构件水平倾角α为120~150^o；所述漏斗形内构件用于当有机废水进入腔室Ⅰ后，向上流动，到达漏斗形内构件后自动向下进入腔室Ⅱ，形成循环流动；

所述锥台设置在内筒、中筒和外筒的底部，所述锥台的上表面与内筒下部等面积相接，且边界垂直对齐；所述锥台的下表面与中筒等面积且边界垂直对齐；锥台底部外侧设有气液分布板；所述锥台用于当有机废水从纤维过滤球出来经气液分布板进入外筒和中筒；

所述气液分布板包括气体分布器以及多个交错排列的气体通道和液体通道，所述气体分布器与气体通道相通，所述气体分布器用于通过O₃/O₂混合气体，使流向外筒和中筒的气体均匀分布。

2.根据权利要求1所述的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，所述气体通道放置微孔曝气盘，液体通道放置孔径为0.1-0.5mm的布水板。

3.根据权利要求1所述的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，所述内筒、中筒、外筒的长度为20~40 cm，正负电极间距为3~6 cm。

4.根据权利要求1所述的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，所述中筒气体扩散电极的材料由Fe₃O₄掺杂活性炭、乙炔黑和PTFE组成，其质量比为(77~82):(7~12):(9~15)。

5.根据权利要求1所述的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，所述内筒顶部与出水口连接，所述内筒包括筒状透水隔网和筒状多孔Ti/PANI/PbO₂膜电极，其中筒状透水隔网包裹在筒状多孔Ti/PANI/PbO₂膜电极外侧。

6.根据权利要求5所述的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，所述筒状透水隔网的孔径为0.1-0.5mm，其下端与筒状多孔Ti/PANI/PbO₂膜电极齐平，上端高于筒状多孔Ti/PANI/PbO₂膜电极和漏斗形内构件的最低点，且与漏斗形内构件的最低点距离小于1cm。

7.根据权利要求5所述的有机废水深度降解反应装置，其特征在于，所述筒状多孔Ti/PANI/PbO₂膜电极包括多孔Ti基体、导电聚合物聚苯胺膜过渡层、α-PbO₂中间层和β-PbO₂活性层。