申请日2005.10.27
公开(公告)日2006.06.14
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72; C02F1/78; C02F1/32; C02F1/28; C02F1/24
摘要
本发明涉及一种微波等离子体强化内电解光催化氧化一体化水处理设备，其结构是：设有微波源(1)和反应槽，其中：反应槽由上下连通的光化和气浮反应槽(4)及内电解反应槽(8)组成，它们之间设有隔板(6);在两个反应槽上部的连通处，设有发光体(2)及其下方的催化剂(3)，它们分别位于内电解反应槽(8)、光化和气浮反应槽(4)中;在内电解反应槽(8)内设有转笼(7)，此转笼内投放有混合物，混合物由铁质放电体和活性炭组成。本发明是一种具有结构简单和快速有效的水处理设备，能解决内电解过程中容易结块、板结的问题，以及光氧化法光源寿命短，维持费用高的缺点;同时可提高能源利用率，改善处理效果，降低运行费用。
权利要求书
1.一种水处理设备，其特征在于水处理设备是一种微波等离子体强化内电解光催化氧化 一体化水处理设备，该设备设有微波源(1)和反应槽，其中：反应槽由上下连通的光化和 气浮反应槽(4)及内电解反应槽(8)组成，它们之间设有隔板(6);在两个反应槽上部的 连通处，设有发光体(2)及其下方的催化剂(3)，它们分别位于内电解反应槽(8)、光化 和气浮反应槽(4)中;在内电解反应槽(8)内设有转笼(7)，此转笼内投放有混合物，混 合物由铁质放电体和活性炭组成。
2.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于转笼(7)的结构是：多孔，均匀分 成12格，内部填充由铁质放电体和活性炭组成的粒状混合物。
3.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于：催化剂(3)由二氧化钛和金属铁 的氧化物制成，其重量配比为20∶1。
4.根据权利要求3所述的水处理设备，其特征在于：金属铁的氧化物采用四氧化三铁、 氧化铁中的一种，或其复合物。
5.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于：发光体(2)是无极紫外光源，其 发出195～365nm波长的紫外光。
6.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于：选用机械加工厂中加工时剩下的废 铁屑或废铝屑物质，作为铁质放电体。
7.根据权利要求6所述的水处理设备，其特征在于：铁质放电体的粒径为0.9～2mm，活 性炭的粒径为Φ3～5×5mm。
8.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于光化和气浮反应槽4的结构是：在一 个反应槽中，通过一个隔板将其分为底部连通的两个槽，它们分别为光化反应槽、气浮反应 槽。
9.根据权利要求1或8所述的水处理设备，其特征在于：光化和气浮反应槽(4)及内 电解反应槽(8)通过管道连接泵(5)。
10.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于：微波源(1)产生的微波频率为 2.45GHz，微波功率为0.5～5Kw连续可调。
说明书
微波等离子体强化内电解光催化氧化一体化水处理设备
技术领域
本发明涉及工业废水处理设备领域，特别是涉及一种微波等离子体强化内电解光催化氧 化一体化水处理设备。
背景技术
内电解法是从70年代初开始随着铁在废水处理中的应用而逐渐发展起来的废水处理方 法，它是基于电化学氧化还原反应的原理，通过铁屑或铁屑或活性炭对絮体的电附集、混凝、 吸附、过滤等综合作用来处理废水，具有设备构造简单、易制作、操作方便、处理成本低、 适用范围广、易与其它方法联合使用，且能以废治废等特点，成为当前废水处理研究的热点， 极具发展前景。近年来已广泛用于处理印染、制药、石化、含油、电镀等工业废水。但在实 际应用中还存在着不少问题：填料更换困难;絮凝床容易堵塞;铁屑易结块;污泥量大，污 泥处理也成问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种将微波等离子体强化内电解与微波无极紫外光 催化氧化有机结合在一起的水处理设备，该设备不仅能够解决现有技术中单一采用内电解法 所存在的问题，而且可使水处理的效率大大提高，实现废水的资源化。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供的微波等离子体强化内电解光催化氧化一体化水处理设备，设有微波源和反 应槽。其中：反应槽由上下连通的光化和气浮反应槽及内电解反应槽组成，它们之间设有隔 板。在两个反应槽上部的连通处，设有发光体及其下方的催化剂，它们分别位于内电解反应 槽及光化和气浮反应槽中。在内电解反应槽内设有转笼，此转笼内投放有混合物，混合物由 铁质放电体和活性炭组成。
本发明的工作原理是：废水经铁碳内电解，微波作用于铁炭体产生等离子体，强化氧化 铁炭吸咐的有机污染物;反射的微波作用于无极紫外光发光体，产生臭氧和紫外光，在催化 剂的作用下，发生光催化氧化反应，同时产生臭氧和紫外光与铁屑氧化形成的Fe2+、Fe3+， 进行光助Fenton氧化。达到废水处理的目的。
本发明由于采用了集微波等离子体强化内电解与微波无极紫外光催化氧化于一体的技 术，因此，与现有技术相比，具有以下显著的进步：
其一.采用的微波等离子体强化内电解是将微波技术同内电解技术相结合，即：将内电 解反应后的铁屑或铁碳混合物放入微波场中进行强化，在微波场下，当活性炭吸收微波能在 微波场中温度迅速升高的同时，铁屑也吸收微波能，能量聚积到一定程度，温度达到一定高 度，达到气体的“着火点”，就会出现金属打火和气体放电的现象。放电过程中出现的散落 的弧光放电，称之为常压下微波场内形成一种密度相对稀薄的等离子体，它有助于活性炭和 铁屑表面和孔隙中的有机物进一步解吸，降解，升华，炭化;铁屑剧烈的“打火”在产生等 离子体的同时也激发产生Fe3+、Fe2+以及强氧化剂O3、·OH等活性物质，而产生的电弧(紫外 光)等都具有较高的反应活性，对活性炭重新恢复活性和铁屑表面的改性有促进作用。同时 可以解决内电解过程中容易结块的问题，并加强了内电解的处理效果。
其二.光催化氧化技术具有反应彻底、无二次污染等特点，将成为未来水处理技术发展 的方向，也是人们研究非常热门的话题。国内外关于此技术的研究主要集中在H2O2/Fe2+/UV、 TiO2/UV等方面，但是目前国内外的光催化氧化技术由于利用的主要是高压汞灯，耗能较大， 且高压汞灯的寿命有限，因而成本相对较高，而利用我们开发的无极紫外光催化氧化由于无 极紫外灯无电极，因而寿命长，且产生的紫外光波长主要在254nm，能量也比高压汞灯的强， 光催化氧化效率更高。
其三.将微波等离子体强化内电解与微波无极紫外光催化氧化有机的结合在一起，可使 水处理的效率大大提高，实现废水的资源化。
总之，本发明是一种具有结构简单和快速有效的水处理设备。能解决内电解过程中容易 结块、板结的问题，以及光氧化法光源寿命短，维持费用高的缺点;同时可提高能源利用率， 改善处理效果，降低运行费用。