[发明专利]一种有机废水深度降解反应装置及应用

说明书

本发明涉及有机废水降解领域，具体涉及一种基于循环流化床的三维电极‑臭氧氧化‑电催化膜耦合的废水处理装置及工艺。所述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、中、外筒；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；在中筒和外筒、中筒和内筒之间填充粒子电极；所述中筒连接负极，内筒和外筒连接正极；有机废水经过本发明的流化床反应器，传质性能好，O₃和O₂的利用率高，大大提高了污染物的矿化效率及深度降解作用。

技术领域

本发明涉及有机废水降解领域，具体涉及一种基于循环流化床的三维电极-臭氧氧化-电催化膜耦合的废水处理装置及工艺。

背景技术

废水处理厂废水中存在的有机污染物对生态环境和公共健康构成了风险，因为大量有机污染物在排放到自然水生系统和饮用水处理厂之前，没有被传统的生物废水处理系统有效去除。为了减少有机污染物的排放，必须对废水进行合理有效的处理。目前，针对废水中有机污染物常用的处理方法有膜技术、吸附技术、高级氧化技术和光催化技术等。

高级氧化技术是上世纪末出现的废水治理和水处理的主要环保技术之一，包括电催化氧化、臭氧氧化、芬顿氧化和声化学氧化等。其中电催化和臭氧的联合使用促进了污染物的完全降解，由于其众多优点，比如氧化速度快、矿化好和接触时间短，已经引起了越来越多的关注。

现有的电催化-臭氧耦合反应器结构存在传质问题，其O₃利用率和H₂O₂生成率仍然较低。其实O₃与污染物或H₂O₂的反应效能受限于O₃在反应器内的溶解率、停留时间(HRT)、气液传质等流体力学行为。

中国发明专利CN111825200A公开了一种用于高浓度难生物降解有机废水处理的臭氧催化流化床装置与方法，具体涉及一种复极性三电极糊合技术，通过以γ-A1₂O₃为载体负载MnO₂、CuO、Fe₂O₃等常见金属氧化物中的一种或几种共同作为复极性粒子电极，并与以普通导电炭纤维炭毡为阴极和阳极，组成复极性三电极耦合反应器，辅以臭氧强化催化氧化，最后经由中空纤维分离膜出水，实现难生物降解废水有机污染物的高效降解并提升废水的可生化性。但是其O₃利用率和H₂O₂生成率依然较低，有机废水的处理率及效率有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种新型的三维电极-臭氧氧化-电催化膜耦合的流化床反应器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于内循环流化床的有机废水深度降解反应装置，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；

所述纤维素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素过滤球的顶部，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素过滤球、气液分布板后进入腔室Ⅰ、腔室Ⅱ，然后流经腔室最后流经内筒出水；