[发明专利]一种高级氧化治污技术及设备

摘要

一种高级氧化治污技术，采用电解催化方法制得羟基自由基，由羟基自由基对污水/泥进行氧化治污。一种实现上述方法的氧化治污设备，包括外壳、UV发射器、出口、进口、电解反应器、阳极和直流电源；所述阳极为圆筒形状，阳极装在外壳内，且阳极的轴线与外壳的中线共线；外壳的材质为导体；阳极的材质为钛；外壳与阳极分别连接直流电源的输出端，使外壳构成阴极；阳极与阴极之间的空腔构成反应室；所述电解反应器位于反应室中；UV发射器装在外壳上，朝反应室中部照射紫外线；进口和出口都装在外壳上；所述电解反应器为透明绝缘壳体装填的催化剂；该催化剂为负载钛氧化物活性炭；透明壳体上密布有通孔。

主权项

一种氧化治污设备，其特征是包括外壳、UV发射器、出口、进口、电解反应器、阳极和直流电源；所述阳极为圆筒形状，阳极装在外壳内，且阳极的轴线与外壳的中线共线；外壳的材质为导体；阳极的材质为钛；外壳与阳极分别连接直流电源的输出端，使外壳构成阴极；阳极与阴极之间的空腔构成反应室；所述电解反应器位于反应室中；UV发射器装在外壳上，朝反应室中部照射紫外线；进口和出口都装在外壳上；所述电解反应器为透明绝缘壳体装填的催化剂；该催化剂为负载钛氧化物活性炭；透明壳体上密布有通孔；电解反应器外壁由硬质透明PVC材料制成，壁厚为3.2mm；所述电解反应器的壳体的任一径向截面为圆环形状，且其圆心在圆筒形状阳极的轴线上；在电解反应器的壳体上部和下部分别设有催化剂的加料口和卸料口；所述电解反应器的壳体壁上均匀密布通孔，通孔的密度为：每平方英寸面积上的孔数为23个，孔径为0.6mm；外壳的材质为不锈钢材料；所述UV发射器有多个，它们围绕圆筒形状的阳极成中心对称；本氧化治污设备实现的氧化治污方法为：采用电解催化方法制得羟基自由基，由羟基自由基对污水/泥进行氧化治污；所述羟基自由基的制备方法为：使用钛作为阳极，不锈钢作为阴极，污水/泥作为溶液；阳极和阴极外接直流电源，在阳极和阴极之间得到槽电压；阳极和阴极之间构成反应室；把添加负载钛氧化物的活性炭作为催化剂置于反应室内，同时，向反应室内照射紫外线，制得羟基自由基；把污水/泥作为溶液介质置于反应室内，用制得羟基自由基进行治污处理；所述羟基自由基的产生的方法包括：a、将污水/泥的pH值预调到8～9值，在槽电压的作用下，活性炭与负载在其表面的钛氧化物形成反应电流，在活性炭的表面发生电解反应；由于钛氧化物为半导体，在电场中会有“空穴”效应，具有强大的吸引电子的能力，使污水/泥中的水分子和氢氧根离子在钛氧化物的催化下，失去一个电子，生成羟基自由基；b、在紫外线的作用下，钛氧化物的表面发生催化光反应，使水分子和氢氧根离子通过空穴反应生成羟基自由基；c、空穴反应过程中，水分子和氢氧根离子所失去的电子可与氧气发生电子反应，产生羟基自由基；空穴反应：电子反应：O2+e‑→·O2‑H2O+·O2‑→·OOH+OH‑2·OOH→O2+H2O2·OOH+H2O+e‑→OH‑+H2O2H2O2+e‑→·OH+OH‑在槽电压的作用下，钛氧化物在活性炭的表面形成数量极多的微电极，活性炭本身具有吸附能力，将污水/泥中的有机物吸附在其表面，微电极在钛氧化物附近生成羟基自由基，对吸附在活性炭表面的有机物产生氧化还原反应，使有机物降解；所述钛氧化物是粒径为10～20nm的纳米级二氧化钛；槽电压为15V～20V；所述活性炭为柱状结构活性炭，粒度φ6mm。