申请日2018.04.10
公开(公告)日2018.09.18
IPC分类号C02F1/48; C02F1/32; C02F1/469; C02F1/72; C02F9/12; C02F101/30
摘要
本发明属于有机废水处理领域，尤其涉及基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，包括废水池、水泵、过滤器、反应液储器、芬顿反应器、中和池、沉淀池、净水池，其中芬顿反应器又包括紫外灯、电极、螺线圈、直流电压调节器、鼓风机、进气管、均风板、排气口、进水口、出水口。该装置利用电磁场、光催化和电芬顿相互协作，电磁场产生可调节强度的磁场，使铁离子等带电离子发生运动，均匀分布，避免聚集;电芬顿，在阴极板上设有空气或氧气的通气孔，阴极板在电流的作用下，与通入的氧生成过氧化氢，无需额外添加过氧化氢，提高了过氧化氢的产生效率;另外，光催化反应亦产生大量羟基自由基，进一步提高了有机废水处理效率。
权利要求书
1.基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：包括废水池、水泵、过滤器、反应液储器、芬顿反应器、中和池、沉淀池、净水池，其中芬顿反应器又包括紫外灯、电极、螺线圈、直流电压调节器、鼓风机、进气管、均风板、排气口、进水口、出水口。
2.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述过滤器置于芬顿反应器的前面，填充多层固体过滤层。
3.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述反应液储器连接于芬顿反应器的进水管上，设有阀门，用于提供催化剂，如硫酸亚铁。
4.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述直流电压调节器设有三个开关，分别控制螺线圈、电极和紫外灯的工作;所述螺线圈均匀缠绕于芬顿反应器的外部，两端分别连接于直流电压调节器的正负极，所述电极固定于芬顿反应器内，包括阳极和阴极，分别连接于直流电压调节器的正负极，所述阴极设有均匀分布的通气孔所述紫外灯位于两电极中间，连接于直流电压调节器上，紫外灯外有保护罩，保护罩材质为石英或玻璃，保护罩上涂有光催化剂，如二氧化钛。
5.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述鼓风机连接于进风管上，用于提供空气或氧气。
6.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述进风管由芬顿反应器的顶部进入，连接于均风板的中间位置。
7.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述均风板紧贴阴极，与阴极大小相同，设有和阴极上通气孔相同位置、相同大小的通气孔。
8.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述进水口设于芬顿反应器的上端，用于废水和反应液的进入。
9.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述出水口设于芬顿反应器的下端，连接于中和池，中和池用于调节处理后液体的酸碱度。
10.如权利要求1所述的基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其特征在于：所述沉淀池连接于中和池后，沉淀池中部设有竖直倒Y字挡板，底端有污泥排出口。
说明书
基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置
技术领域
本发明属于有机废水处理领域，尤其涉及基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置。
背景技术
目前应用于处理环境废水的方法是传统的处理方法，包括物理处理方法和化学处理方法。然而这些方法对于有毒性的、难降解污染物的处理效果是不明显的，像是丝制品、喷涂过程、印染业和食品工艺中大量使用的合成染料。而且在使用过程中，这些有毒的染料，在氧化、羟基化或是其他化学反应作用下，还会形成一些副产物，也对生态和人类的健康造成了威胁，难降解有机废水一直是困扰着工业废水处理的一大难题。传统方法在处理难降解有机废水的过程中表现出降解能力不强，降解产物不够彻底等缺点，难以达到排放要求。
芬顿法是无机化学反应，利用过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中有很广泛的应用，但也存在许多不足：一方面废水中需要投加大量的过氧化氢，成本高昂;一方面反应器中铁屑容易板结，出水铁离子含量很高，色度较深。
电芬顿法也是由H2O2和Fe2+反应产生强氧化性的·OH。其中H2O2的电化学产生是通过在阴极充氧或曝气的条件下，发生氧气的还原生成的，而Fe2+也可以通过阴极的还原反应得到，反应体系可自身产生H2O2，就不需要外加H2O2，减小了成本，简化了操作。
光催化反应是二氧化钛受到光线(紫外线)的照射，将从表面飞出电子(-)，同时生成可氧化性很强的空穴(+)。电子和空穴分别将空气中的氧气和水反应，在二氧化钛表面生成O和OH-(羟基)。两者都具有非常强的分解能力，能够将表面的污物分解。有机物被分解以后，变成二氧化碳和水。
电磁场是闭合电路中产生电流，电流通过导体时在导体(即电流)周围产生一定范围大小的磁场，电磁场有强有弱，其磁场强度大小与电流的大小有关，一定条件下，电流越大，电流的磁场就越大，在电磁场中带电离子或磁性物质的运动均会受其影响，可使其在空间分布上更均匀。
将上述技术有效结合，用以有机废水处理，可弥补单独技术在有机废水处理方面的缺陷，可极大提高有机废水的处理效率，对解决困扰工业有机废水处理的大难题，势必前进了一大步，因此，为填补市场空白，利用上述结合技术设备的开发势在必行。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明提供了基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，该装置利用电磁场、光催化和电芬顿相互协作，电磁场产生可调节强度的磁场，使铁离子等带电离子发生运动，均匀分布，避免聚集反应;电芬顿，在阴极板上设有空气或氧气的通气孔，阴极板在电流的作用下，与通入的氧反应生成过氧化氢，无需额外添加过氧化氢，同时提高了过氧化氢的产生效率;另外，光催化反应亦产生大量羟基自由基，进一步提高了有机废水处理效率。
为实现以上发明目的，本发明提供如下技术方案：
基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，包括废水池、水泵、过滤器、反应液储器、芬顿反应器、中和池、沉淀池、净水池，其中芬顿反应器又包括紫外灯、电极、螺线圈、直流电压调节器、鼓风机、进气管、均风板、排气口、进水口、出水口。
进一步地，所述过滤器置于芬顿反应器的前面，填充多层固体过滤层。
进一步地，所述反应液储器连接于芬顿反应器的进水管上，设有阀门，用于提供催化剂，如硫酸亚铁。
进一步地，所述紫外灯位于两电极中间，连接于直流电压调节器上，紫外灯外有保护罩，保护罩材质为石英或玻璃，保护罩上涂有光催化剂，如二氧化钛。
进一步地，所述电极固定于芬顿反应器内，包括阳极和阴极，分别连接于直流电压调节器的正负极，所述阴极设有均匀分布的通气孔。
进一步地，所述螺线圈均匀缠绕于芬顿反应器的外部，两端分别连接于直流电压调节器的正负极。
进一步地，所述直流电压调节器设有三个开关，分别控制螺线圈、电极和紫外灯的工作。
进一步地，所述鼓风机连接于进风管上，用于提供空气或氧气。
进一步地，所述进风管由芬顿反应器的顶部进入，连接于均风板的中间位置。
进一步地，所述均风板紧贴阴极，与阴极大小相同，设有和阴极上通气孔相同位置、相同大小的通气孔。
进一步地，所述进水口设于芬顿反应器的上端，用于废水和反应液的进入。
进一步地，所述出水口设于芬顿反应器的下端，连接于中和池，中和池用于调节处理后液体的酸碱度。
进一步地，所述沉淀池连接于中和池后，沉淀池中部设有竖直倒Y字挡板，底端有污泥排出口。
本发明提供了基于电磁场耦合光电芬顿有机废水处理装置，其有益效果是：
1.本发明通过电磁场原理，利用通电螺线圈产生磁场，该磁场的强弱可由通电电压的大小进行调节，使铁离子、羟基自由基等带电离子发生运动，避免聚集反应，分布更均匀，提高了净化效率。
2.本发明电芬顿反应体系中，在阴极板上设有空气或氧气的通气孔，直接在阴极板电流的作用下，与通入的氧反应生成过氧化氢，无需额外添加过氧化氢，同时提高了过氧化氢的产生效率，进而提高了设备的推广应用。
3.本发明设有光催化反应，产生羟基自由基，与电芬顿反应相结合，进一步增加了羟基自由基的量，提高了有机废水的处理效率。
4.本发明沉淀池中设有竖直倒Y字挡板，使沉淀池中的水流更稳定，在挡板的作用下，沉淀进入沉淀收集处，提高了沉淀效果和效率。