一种双氧水增强铁碳微电解系统的制作方法

1.本发明涉及化工废水处理技术领域，特别涉及一种双氧水增强铁碳微电解系统。

背景技术：

2.铁碳双氧水体系的主要反应机理为均相芬顿反应、非均相芬顿反应、吸附和混凝沉淀的共同作用。铁碳双氧水体系处理工业废水发展十分迅速，现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水处理工程，并收到了良好的经济效益和环保效果。铁碳双氧水体系对废水的脱有良好处理的效果。
3.相关技术中，废水的cod（化学耗氧量）去除率较低，难以满足目前的使用需求。
4.因此，急需一种双氧水增强铁碳微电解系统，能够提高水废水的cod（化学耗氧量）去除率。

技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统，能够高效地处理化工废水。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统，包括反应器、微波装置、铁碳填料和ph调节装置；所述铁碳填料设置在所述反应器中，所述反应器设置有进水管路和出水管路，所述微波装置设置于所述铁碳填料外侧，用于对所述铁碳填料施加微波以防止所述铁碳填料堵塞，所述ph调节装置用于监测并调节所述反应器中的溶液的ph值。
7.在一种可能的设计中，还包括电化学装置和曝气装置；所述电化学装置用于对所述铁碳填料施加电场，所述微波装置和所述电化学装置施加给所述铁碳填料的微波-电场联合场提升了污水处理效率，所述电化学装置包括阴极和阳极，所述曝气装置用于向所述阴极提供氧气，氧气在所述阴极的作用下产生双氧水以增加所述系统的降解能力，所述微波装置还用于提高所述阴极生成双氧水的效率。
8.在一种可能的设计中，还包括超声波装置，所述超声波装置用于对所述铁碳填料施加超声波以防止所述铁碳填料堵塞。
9.在一种可能的设计中，所述系统用于处理cod浓度范围为25001mg/l-30000mg/l的高浓度难降解混合化工废水。
10.在一种可能的设计中，所述反应器设置有承托板，所述承托板设置有布水孔，所述铁碳填料设置在所述承托板上。
11.在一种可能的设计中，所述曝气装置还用于向所述反应器中通入臭氧。
12.第二方面，本发明实施例还提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统的使用方法，基于第一方面中任一项所述的系统，所述使用方法包括：通入化工废水；将所述反应器中的溶液的ph值调节至3-4；
开启所述微波装置输出微波至所述铁碳填料。
13.在一种可能的设计中，所述系统还包括电化学装置和曝气装置；在所述将所述反应器中的溶液的ph值调节至3-4之后，还包括：开启所述电化学装置以对所述铁碳填料施加电场；开启所述曝气装置以在所述电化学装置的阴极产生双氧水。
14.在一种可能的设计中，所述微波装置的输出功率为120~170w。
15.在一种可能的设计中，所述电化学装置的电流密度为2.5~3.5ma/cm2；所述曝气装置中加入5 mg/l的臭氧。
16.本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：在本实施例中，利用ph调节装置调节反应器中溶液的ph值，随着反应的进行，铁屑在酸性介质中长期浸泡后易于板结成块，造成堵塞，铁碳释放二价铁离子速率降低，污水的处理速度减慢。微波装置通过微波作用，既能避免废水调ph时产生的絮体堵塞填料床层，同时又能避免铁离子在填料表面的结垢问题，进而提升了废水的处理速度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例提供的一种双氧水增强铁碳微电解系统的结构示意图。
19.图中：1-反应器；2-微波装置；3-电化学装置；4-曝气装置；5-铁碳填料；6-ph调节装置；7-进水管路；8-阴极；9-阳极；10-承托板；11-出水管路；12-超声波装置。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
23.如图1所示，本发明实施例提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统，包括反应器1、微波装置2、铁碳填料5和ph调节装置6；铁碳填料5设置在反应器1中，反应器1设置有进水管路7和出水管路11，微波装置2设置于铁碳填料5外侧，用于对铁碳填料5施加微波以防止铁碳填料5堵塞，ph调节装置6用于监测并调节反应器1中的溶液的ph值。
24.在本实施例中，利用ph调节装置6调节反应器1中溶液的ph值，随着反应的进行，铁屑在酸性介质中长期浸泡后易于板结成块，造成堵塞，铁碳释放二价铁离子速率降低，污水的处理速度减慢。微波装置2通过微波作用，既能避免废水调ph时产生的絮体堵塞填料床层，同时又能避免铁离子在填料表面的结垢问题，进而提升了废水的处理速度。
25.在本发明的一些实施例中，还包括电化学装置3和曝气装置4；电化学装置3用于对铁碳填料5施加电场，微波装置2和电化学装置3施加给铁碳填料5的微波-电场联合场提升了污水处理效率，电化学装置3包括阴极8和阳极9，曝气装置4用于向阴极8提供氧气，氧气在阴极8的作用下产生双氧水以增加系统的降解能力，微波装置2还用于提高阴极8生成双氧水的效率。
26.在本实施例中，曝气装置4向阴极8提供氧气，产生双氧水，双氧水和铁碳微电解中产生的二价铁离子形成fenton试剂，fenton试剂具有极强的氧化能力，特别适用于难降解有机废水的治理，而微波-电场联合场强化二价铁离子与双氧水反应，提高了铁碳内电解效率，解决微波/电场单一系统能耗高的问题，提高铁碳系统的效率。具体地，电化学装置3调节不同电流密度，控制阴极8还原产生双氧水的量，电化学装置3形成不同强度的外加电场，控制二价铁离子的释放速率，提高双氧水的利用效率，微波装置2通过微波作用，提高铁碳微电解的效率，加速释放的二价铁离子与双氧水反应效率，充分提高电化学装置3原位产双氧水的氧化能力，分解复杂有机物。阳极9同样发生氧化，进一步氧化废水中的难降解有机物，提高铁碳系统的效果。在微波-电场联合场的作用下，针对不同产生源的废水都可进行高效的处理，提高了铁碳双氧水体系的适用范围，延长了铁碳的使用寿命，本发明的双氧水增强铁碳微电解系统在处理高浓度难降解混合化工废水时可以稳定一年以上。
27.曝气装置4还可以使废水在曝气的条件下处于良好的流态，并使废水与微波复合电场原位产双氧水增强铁碳微电解系统进行充分接触，氧化性气体提高了系统产双氧水效率。
28.在本发明的一些实施例中，还包括超声波装置12，超声波装置12用于对铁碳填料5施加超声波以防止铁碳填料5堵塞。
29.在本实施例中，超声波装置12能够进一步打散形成絮体的凝结核，使溶液中即便形成絮体，絮体的尺寸较小，无法凝聚，也就不会堵塞铁碳填料5；此外，超声波装置12释放的超声波还能够震碎填料的表面结垢。
30.在本发明的一些实施例中，系统用于处理cod浓度范围为25001mg/l-30000mg/l的高浓度难降解混合化工废水。
31.本发明提供的系统具有优异的降解废水功能，能够处理cod浓度范围为25001mg/l-30000mg/l的高浓度难降解混合化工废水。
32.在本发明的一些实施例中，反应器1设置有承托板10，承托板10设置有布水孔，铁碳填料5设置在承托板10上。
33.在本实施例中，通过承托板10将铁碳填料稳定的固定在反应器1内，同时，布水孔又不会影响液体的流动性。
34.在本发明的一些实施例中，曝气装置4还用于向反应器1中通入臭氧。
35.在本实施例中，通入臭氧能够进一步提高电化学装置3的阴极8产双氧水的效率。
36.本发明实施例还提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统的使用方法，基于上述中任一项所述的系统，使用方法包括：通入化工废水；将反应器1中的溶液的ph值调节至3-4；开启微波装置2输出微波至铁碳填料5。
37.在本发明的一些实施例中，系统还包括电化学装置3和曝气装置4；在将反应器1中的溶液的ph值调节至3-4之后，还包括：开启电化学装置3以对铁碳填料5施加电场；开启曝气装置4以在电化学装置3的阴极8产生双氧水。
38.在本实施例中，一种双氧水增强铁碳微电解系统的使用方法和上述系统基于同一发明构思，因此，具备同样的有益效果，具体效果不再此处赘述。
39.在本发明的一些实施例中，微波装置2的输出功率为120~170w。
40.在本实施例中，将微波装置2的输出功率调整为120~170w，既能与电化学装置3配合促进污水的降解，又节省能源。
41.在本发明的一些实施例中，电化学装置3的电流密度为2.5~3.5ma/cm2；曝气装置4中加入5 mg/l的臭氧。
42.在本实施例中，电化学装置3的电流密度为2.5~3.5ma/cm2，既能与微波装置2配合促进污水的降解，又节省能源。
43.实施例1待处理废水（所述废水来源为实际高浓度难降解混合化工废水，cod为27000 mg/l）通过进水管流入增强反应器1，将电化学装置3产生的双氧水与ph调节装置6投加的酸性介质调节ph值至3-4，带入所述铁碳填料5中，在微波装置2的微波作用下，电化学装置3的电场作用下，进行催化氧化反应。电化学装置3调节电流密度为3.0 ma/cm2，阴极8还原产生双氧水量；电化学装置3形成不同强度的外加电场，控制二价铁离子的释放速率，提高双氧水
的利用效率；微波装置2输出功率为150 w，提高铁碳微电解的效率，加速释放的二价铁离子与双氧水反应效率，充分提高电化学装置3原位产双氧水的氧化能力，分解复杂有机物；曝气装置4采用不同运行方式，曝气装置连续投加一定量的空气，空气中的氧可被电化学阴极利用产生双氧水，根据废水水质曝气装置4投加一定量臭氧5 mg/l，提高电化学阴极8产双氧水的效率；阳极9发生阳极氧化，进一步氧化废水中的难降解有机物，提高铁碳系统的效果。取水检测，结果表明：上述废水cod去除率为80%以上。
44.对比例1对比例1的实施方式中，电化学装置3调节电流密度为1.5 ma/cm2，阴极8还原产生双氧水量减少；其它与实施例1相同。结果表明：废水cod去除率为70%。
45.对比例2对比例2的实施方式中，电化学装置3调节电流密度为0 ma/cm2，其它与实施例1相同。结果表明：废水cod去除率为55%。
46.对比例3对比例3的实施方式中，微波装置2的输出功率为100 w，其它与实施例1相同，结果表明：废水cod去除率为70%。
47.对比例4对比例4的实施方式中，微波装置2输出功率为0 w，其它与实施例1相同。结果表明：废水cod去除率为60%。
48.对比例5对比例5的实施方式中，曝气装置4投加的臭氧为0 mg/l，其它与实施例1相同。结果表明：废水cod去除率为70%。
49.对比例6对比例6的实施方式中，未设置超声波装置12，其它与实施例1相同。结果表明：废水cod去除率为70%。
50.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种双氧水增强铁碳微电解系统，其特征在于，包括反应器（1）、微波装置（2）、铁碳填料（5）和ph调节装置（6）；所述铁碳填料（5）设置在所述反应器（1）中，所述反应器（1）设置有进水管路（7）和出水管路（11），所述微波装置（2）设置于所述铁碳填料（5）外侧，用于对所述铁碳填料（5）施加微波以防止所述铁碳填料（5）堵塞，所述ph调节装置（6）用于监测并调节所述反应器（1）中的溶液的ph值；还包括电化学装置（3）和曝气装置（4）；所述电化学装置（3）用于对所述铁碳填料（5）施加电场，所述微波装置（2）和所述电化学装置（3）施加给所述铁碳填料（5）的微波-电场联合场提升了污水处理效率，所述电化学装置（3）包括阴极（8）和阳极（9），所述曝气装置（4）用于向所述阴极（8）提供氧气，氧气在所述阴极（8）的作用下产生双氧水以增加所述系统的降解能力，所述微波装置（2）还用于提高所述阴极（8）生成双氧水的效率。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括超声波装置（12），所述超声波装置（12）用于对所述铁碳填料（5）施加超声波以防止所述铁碳填料（5）堵塞。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统用于处理cod浓度范围为25001mg/l-30000mg/l的高浓度难降解混合化工废水。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应器（1）设置有承托板（10），所述承托板（10）设置有布水孔，所述铁碳填料（5）设置在所述承托板（10）上。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述曝气装置（4）还用于向所述反应器（1）中通入臭氧。6.一种双氧水增强铁碳微电解系统的使用方法，其特征在于，基于权利要求1-5中任一项所述的系统，所述使用方法包括：通入化工废水；将所述反应器（1）中的溶液的ph值调节至3-4；开启所述微波装置（2）输出微波至所述铁碳填料（5）。7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述系统还包括电化学装置（3）和曝气装置（4）；在所述将所述反应器（1）中的溶液的ph值调节至3-4之后，还包括：开启所述电化学装置（3）以对所述铁碳填料（5）施加电场；开启所述曝气装置（4）以在所述电化学装置（3）的阴极（8）产生双氧水。8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述微波装置（2）的输出功率为120~170w。9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述电化学装置（3）的电流密度为2.5~3.5ma/cm2；所述曝气装置（4）中加入5 mg/l的臭氧。

技术总结

本发明涉及化工废水处理技术领域，特别涉及一种双氧水增强铁碳微电解系统。本发明实施例提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统，包括反应器、微波装置、铁碳填料和pH调节装置；所述铁碳填料设置在所述反应器中，所述反应器设置有进水管路和出水管路，所述微波装置设置于所述铁碳填料外侧，用于对所述铁碳填料施加微波以防止所述铁碳填料堵塞，所述pH调节装置用于监测并调节所述反应器中的溶液的pH值。本发明实施例提供了一种双氧水增强铁碳微电解系统，能够高效地处理化工废水。能够高效地处理化工废水。能够高效地处理化工废水。