[发明专利]高盐有机废水电芬顿和类电芬顿耦合处理装置

说明书

高盐有机废水电芬顿和类电芬顿耦合处理装置，属于水污染控制领域，结合电芬顿和Fesupgt;2+/supgt;/HClO类电芬顿特点，创新性地解决了现有技术中曝Osubgt;2/subgt;成本过高和氯代有机物生成问题，其包括进水缓冲系统、水质调节系统、电芬顿耦合Fesupgt;2+/supgt;/HClO类电芬顿处理系统、电解脱除氧化底物系统四部分。所述进水缓冲系统包括缓冲池；所述水质调节系统包括水质调节池、加Fe(III)装置和pH控制装置；所述电芬顿耦合Fesupgt;2+/supgt;/HClO类电芬顿处理系统包括前置短时电芬顿处理装置、Fesupgt;2+/supgt;/HClO类电芬顿处理装置、后置短时电芬顿处理装置；所述电解脱除氧化底物系统包括电解脱除氧化底物反应池和氧化还原电位自动控制装置。

技术领域

本发明专利涉及水污染控制领域，特别是指一种电化学氧化处理高盐有机废水的方法。

背景技术

高盐有机废水同时含有大量的盐分（Cl^-、Ca²⁺、SO₄^2-、Na⁺等离子）和高浓度的有机污染物，有的甚至还包含一定量有毒重金属离子，处理难度大。典型的高盐有机废水有制革废水、垃圾渗滤液、印染废水、石油开采废水、医药生产废水和食品加工废水等。难降解有机物是高盐有机废水中主要污染物，其进入环境后会对土壤、地表水及地下水环境造成严重污染。无论是混凝、气浮、蒸发还是固化处理都只使高盐有机废水中难降解有机物发生迁移，而不是真正降解去除。相反，电化学氧化则能利用强氧化性的活性物种，将有机物降解为小分子中间产物或直接矿化，兼具氧化彻底、反应时间短、便于自动化操作等优势，在降解高盐有机废水中难降解有机物方面具有良好应用前景。

电芬顿是一种高效的电化学氧化方法，其处理废水过程中，阴极会将O₂和Fe³⁺分别还原成电芬顿反应底物H₂O₂（反应1）和催化剂Fe²⁺（反应2），并发生芬顿反应产生强氧化性自由基•OH（反应3）高效降解有机物。但电芬顿高效运行依赖于持续曝O₂，而且曝O₂费用可占电芬顿运行成本的80%，导致电芬顿运行成本过高。

现有工作多通过优化曝气方式、改进阴极材料提升电芬顿处理效果，降低成本。实用新型专利CN218202327U公开了一种微气泡耦合电芬顿-电絮凝污水处理装置，包括电芬顿系统、电絮凝系统、微气泡发生器和进料系统；微气泡发生器用于产生微气泡并通过微气泡为电芬顿系统提供O₂，微气泡有效提高了O₂的利用率及电芬顿系统对有机废水的降解效率，有助于节省曝O₂成本。发明专利CN115818790A公开了一种三维多孔无金属电极、其制备方法及应用，利用三聚氰胺泡沫经前驱体溶液浸渍后，进行冷冻干燥和热解制备得到三维多孔无金属电极，该电极可通过强化传质过程及电荷分布调控策略提高有机污染物的降解效率，节省运行成本。发明专利CN115893598A公开了一种非均相电芬顿双功能阴极材料的制备方法，实现了电芬顿阴极与非均相催化剂的高效结合，提供大量活性位点有利于O₂吸附，进而提高O₂利用效率。上述工作在一定程度上促进了O₂利用，降低了曝O₂成本，但仍需连续曝O₂，对成本降低有限。

Fe²⁺/HClO类电芬顿无需曝O₂，而是利用高盐废水中Cl^-在阳极氧化转出成底物HClO（反应4、5），与阴极还原产Fe²⁺（反应2）反应生成氧化物种Fe^IVO²⁺（反应6）降解有机污染物，因此具有显著成本优势。本专利拟结合电芬顿高效率和Fe²⁺/HClO类电芬顿低成本特点，创新地发挥两种电化学工艺优势实现高盐有机废水安全高效处理，为高盐有机废水低成本处理提供新思路。

发明内容