申请日2015.11.25
公开(公告)日2016.01.20
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体和对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体，内罐体中设有阴电极、环绕内罐体内壁的阳电极、填加在阴电极和阳电极之间的铁炭填料以及与铁炭填料接触的多个微孔曝气头，阴电极和阳电极分别与电源连接;外罐体中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层的石英套筒，石英套筒内部设置紫外灯。本发明将铁曝气技术与光催化降解技术相结合，通过电化学与光化学催化降解的协同、耦合作用，先由曝气系统对高浓度废水进行破络，降低废水的色度及COD含量，提高废水的透光性，然后经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物。
权利要求书
1.一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体(5)和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体(6);所述内罐体(5)中设有阴电极(4)、环绕内罐体(5)内壁的阳电极(3)、填加在阴电极(4)和阳电极(3)之间的铁炭填料(7)以及与铁炭填料(7) 接触的多个微孔曝气头(8)，所述阴电极(4)和阳电极(3)分别与电源连接;所述外罐体(6)中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层(2)的石英套筒(1)，所述石英套筒(1) 内部设置紫外灯。
2.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述阳电极(3)为不锈钢阳电极，所述阴电极(4)为石墨阴电极。
3.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述铁炭填料(7)形成的填料层的高度低于所述阴电极(4)和所述阳电极(3)的高度。
4.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述内罐体(5)的罐壁上设有与外罐体(6)连通的出水口，所述出水口的高度高于铁炭填料 (7)形成的填料层的高度。
5.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述内罐体(5)外壁与外罐体(6)内壁之间的距离为10～30cm。
6.根据权利要求5所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述内罐体(5)外壁与外罐体(6)内壁之间的距离为15～25cm。
7.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述石英套筒(1)的直径为4～15cm。
8.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述外罐体(6)中设有两个以上的石英套筒(1)，相邻两个石英套筒(1)之间的距离为10～30cm。
9.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述铁炭填料(7)为铁炭颗粒或规整铁炭填料。
说明书
一种铁曝气-光催化有机废水降解装置
技术领域
本发明涉及一种有机废水处理装置，具体涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，属于废水处理领域。
背景技术
工业有机废水污染物浓度大，色度高，含有一些有毒化合物，可生化性差，直接使用生物法处理难度很大。
光催化降解处理技术，作为一种有效的针对有机污染物废水的无害化处理技术，近年来颇受关注。该技术能耗低，能有效地破坏许多结构稳定、微生物难以降解的有机污染物，但也存在反应低效率等问题。由于光催化氧化反应是基于废水体系对光能量的吸收，被处理体系必须具有良好的透光性，而高浓度工业有机废水具有杂质多、池度高、色度高和透光性差的特点，反应比较难以进行。因此，在废水处理中难以单独应用，需要与其它方法联用或用作废水的深度处理。
铁曝气技术是基于电化学氧化还原、床层过滤等综合作用。电极反应具有高的化学活性，新生态的氢能与废水中的许多组分发生氧化还原作用，破坏废水中的发色或助色基团;大分子物质分解为小分子的中间体，使某些难生化降解物质转变为易生化处理物质，提高废水的可生化性。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种能够有效降解高浓度工业废水的铁曝气-光催化有机废水降解装置。
技术方案：本发明涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体;内罐体中设有阴电极、环绕内罐体内壁的阳电极、填加在阴电极和阳电极之间的铁炭填料以及与铁炭填料接触的多个微孔曝气头，阴电极和阳电极分别与电源连接;外罐体中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层的石英套筒，石英套筒内部设置紫外灯。
本发明通过将铁曝气与光催化相结合的技术，利用电化学与光化学催化降解的协同作用处理废水，先由内罐体中的铁曝气区域对废水进行微电解反应，降低废水的色度和 COD含量，提高废水的透光性，然后经过光催化氧化处理，有效强化污水处理效果，提高废水的可生化性。
具体的，阳电极为不锈钢阳电极，阴电极为石墨阴电极。
优选的，铁炭填料形成的填料层的高度低于阴电极和阳电极的高度。此时，可以充分的在铁炭原子间形成微电极。
较优的，内罐体的罐壁上设有与外罐体连通的出水口，出水口的高度高于铁炭填料形成的填料层的高度。以防止铁炭填料自出水口流失、进入后续光催化区域，影响光催化反应时光的通透性。
进一步的，内罐体外壁与外罐体内壁之间的距离为10～30cm。此时，光的穿透能力较强，有利于光催化降解反应的进行。
更进一步的，内罐体外壁与外罐体内壁之间的距离为15～25cm。此时，光的穿透能力最强。
优选的，石英套筒的直径为4～15cm。直径过大会影响紫外光在水相中的透射距离，影响光催化降解反应。
较优的，外罐体中设有两个以上的石英套筒，相邻两个石英套筒之间的距离为 10～30cm。紫外光有一定的透射距离，相邻两个石英套筒距离过大，会影响整个系统中紫外光的分布，进而影响光催化效果。
具体的，上述铁炭填料为铁炭颗粒或规整铁炭填料。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点在于：
(1)本发明将铁曝气技术与光催化降解技术相结合对高浓度废水进行处理，先由曝气系统进行破络，曝气系统采用铁炭填料，通过FeC微电解过程中产生的还原性氢，对废水中的有机物进行破络，降低废水的色度及COD的含量，提高废水的透光性，有效强化光子传递效率，然后经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物;通过电化学与光化学催化降解这两种降解方式的协同、耦合作用，强化了污水处理效果，一揽子解决了现有技术中高浓度有机废水处理存在的问题;
(2)本发明采用的双层罐体结构，能够有效强化氧气传质;同时废水经微电解处理后即进入光催化反应区域，通过连续流的处理方式，不需要大的调节池，相较于间歇式的处理方式，工艺控制简单易行;
(3)本发明采用一体化的铁曝气-光催化有机废水降解装置进行废水处理，相较于现有的一些简单组合串联的设备，本发明的装置体积小，占用空间少;而且，结构简单，制造方便，可根据需要制成不同大小的装置，工业实用性强。