一種原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置的製作方法

2023-06-18 02:55:21 1

本實用新型涉及一種水處理設備，尤其涉及一種原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置。

背景技術：

O3氧化氧化技術被廣泛用於汙水治理和淨化工藝。但是O3氧化能力有限、受PH影響較大等缺陷，不適用於實際汙水處理。

技術實現要素：

為解決現有技術中存在的問題，本實用新型的技術方案為：

1、一種用於原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置，其特徵在於，所述廢水處理裝置包括反應容器、攪拌器、陽極、陰極、用於輸入O3的氣體輸入管以及直流電源；

其中，所述氣體輸入管位於反應容器的內部，所述氣體輸入管的管頭頂端設有不鏽鋼管式微孔曝氣頭；所述不鏽鋼管式微孔曝氣頭有三個以上，並且呈正三角形網格狀排列；

所述不鏽鋼微孔曝氣頭的微孔孔徑為2-20微米；

所述陽極為惰性陽極，位於反應容器的內部；所述陰極為氣體擴散陰極，位於反應容器內部；所述陽極與陰極相對設置；所述陰極和陽極可以有多組，其中的陰極和陽極相互間隔設置；所述陽極和陰極的表面積比例為1:1.8-2.5；

所述直流電源的正極和負極分別與所述陽極和陰極電連接；當存在多組陰極和陽極時，各組陰極和陽極以並聯方式與所述直流電源的正極和負極電連接；

所述反應容器內設有用於固定氣體輸入管、陽極、陰極間隔的固定裝置；所述固定裝置包括多個兩端分別與氣體輸入管、陽極、陰極中的任意兩個相連的支撐杆；所述固定裝置還包括兩個或更多個一端與氣體輸入管、陽極、陰極中任意一個相連，另一端與反應容器壁面相連的支撐杆；所述固定裝置可以是一層或更多層；

所述反應容器內部底面設有攪拌磁子；

所述攪拌器為磁力攪拌器，位於反應容器的下方，用於帶動所述攪拌磁子轉動。

2、根據技術方案1的用於原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置，其特徵在於，所述多組陰極和陽極在反應容器中分層布置，其中相鄰的上下兩層經設置使得上層的陰極和陽極分別與下層陽極和陰極的位置相對。

本實用新型提供的原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置結構簡潔、方便實用。

附圖說明

圖1為本實用新型的原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置示意圖；

圖2為本實用新型的原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置的橫截面示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述；這種描述是通過示例而非限制的方式介紹了與本實用新型的原理相一致的具體實施方式，這些實施方式的描述是足夠詳細的，以使得本領域技術人員能夠實踐本實用新型，在不脫離本實用新型的範圍和精神的情況下可以使用其他實施方式並且可以改變和/或替換各要素的結構；因此，不應當從限制性意義上來理解以下的詳細描述；

如圖1所示，本實用新型提供的一種原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理裝置，其特徵在於包括反應容器4、攪拌器1、陽極5、陰極6、氣體輸入管7、直流電源8、以及固定裝置9。其中，氣體輸入管7位於反應容器4內部管頭頂端設有不鏽鋼微孔曝氣頭3。氣體輸入管7為通入O3的管路。所述氣體輸入管7位於反應容器4的內部，所述氣體輸入管7的管頭頂端設有不鏽鋼管式微孔曝氣頭3；所述不鏽鋼管式微孔曝氣頭3有三個以上，並且呈正三角形網格狀排列。

不鏽鋼微孔曝氣頭3孔徑為2-20微米，不鏽鋼微孔曝氣頭3微孔尺寸越小越有利於氣體擴散，曝氣流量範圍為0-0.5L/min,所曝氣體為O2和O3的混合氣體，其中O2的體積大於95％，O3的量為0-20g/(h.L廢水)。

反應容器4內部底面裝有攪拌磁子2。攪拌磁子2與攪拌器1相連接。攪拌器1位於反應容器4的下方，為磁力攪拌器，起到帶動攪拌磁子2水平轉動作用，轉動速率為800-1200rpm，有利於反應物的液相傳質，提高反應機率和處理效果。

參加圖2，反應容器4內圍繞O3輸入管7間隔布置了兩個陽極5和兩個陰極6，並且還設有用於固定兩個陽極5和兩個陰極6的相對位置的間隔固定裝置9(絕緣材質，例如聚乙烯或聚丙烯材質)。陽極5為惰性陽極。陰極6為氣體擴散陰極，採用C-PTFE氣體擴散電極，在直流電場中，製得C-PTFE陰極表面在廢水溶液中形成固液氣三相界面，並於此三相界面處還原溶解的O2生成H2O2，進而與通入的O3反應生成具有強氧化性的.OH。陽極5和陰極6大小比例為1:1.8-2.5。陽極5與陰極6垂直對立。

所述多組陰極和陽極也可以在反應容器中分層布置，其中相鄰的上下兩層經設置使得上層的陰極和陽極分別與下層陽極和陰極的位置相對。

在一些情況下，所述反應容器內設有用於固定氣體輸入管、陽極、陰極間隔的固定裝置；所述固定裝置包括多個兩端分別與氣體輸入管、陽極、陰極中的任意兩個相連的支撐杆；所述固定裝置還包括兩個或更多個一端與氣體輸入管、陽極、陰極中任意一個相連，另一端與反應容器壁面相連的支撐杆；所述固定裝置可以是一層或更多層。

直流電源8為恆定電流的直流電源，通電時陰極電流密度範圍為0-60mA/cm2。當存在多組陰極和陽極時，各組陰極和陽極以並聯方式與所述直流電源的正極和負極電連接。

廢水的溶液初始TOC範圍為0-100000ppm，允許的PH範圍為2-12。

一種原位電產生H2O2協同O3氧化的廢水處理方法，包括以下步驟：

第一步，將準備好的陽極5和陰極6插入到廢水容易中，並與直流電源連接，通電時陰極6電流密度範圍為0-60mA/cm2。

第二步，通過氣體輸入管7頂端的不鏽鋼微孔曝氣頭3向反應容器4中曝入O2和O3的混合氣體，曝氣流量範圍為0-0.5L/min。

第三步，根據恆定電流、O2和O3的混合氣體流量，接通直流電源。

此外，根據公開的本實用新型的說明書，本實用新型的其他實現對於本領域的技術人員是明顯的；實施方式和/或實施方式的各個方面可以單獨或者以任何組合用於本實用新型的系統和方法中；說明書和其中的示例應該是僅僅看作示例性，本實用新型的實際範圍和精神由所附權利要求書表示。