專利名稱：有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，屬于環(huán)境和水處 理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，我國連續(xù)發(fā)生重大環(huán)境污染事件，直接威脅當(dāng)?shù)氐娘嬎踩?，并給 人們的生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重影響，甚至造成國際環(huán)境糾紛和賠償。對國內(nèi)外重大
污染環(huán)境突發(fā)事件分析可知，其污染物以液態(tài)為主，占60%以上，是應(yīng)急處理 的主要對象。因此，針對典型液態(tài)污染物展開其快速處理處置技術(shù)研究是重大 污染事件應(yīng)急技術(shù)中的重中之重。
同時，難降解有機(jī)物的處理是環(huán)境和化工領(lǐng)域研究的熱點之一，也是國民
經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待解決的問題。制藥、染料、化工等行業(yè)排放的廢水通常含有高濃 度的難生化的有機(jī)物，該類有機(jī)物具有種類多、成分復(fù)雜、COD (化學(xué)需氧量) 濃度高、可生化性差、有毒有害等特點，常規(guī)處理方法難以取得滿意的處理效 果，成為目前我國廢水處理中面臨的一大技術(shù)難點。目前，物化一生化聯(lián)用技 術(shù)仍是解決這類廢水的主要方法和技術(shù)，其關(guān)鍵是通過高效氧化預(yù)處理，將難 降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為低毒、易生物降解的低分子有機(jī)物，以利于后續(xù)生化處 理過程。其中高級氧化技術(shù)如臭氧氧化法和電化學(xué)氧化法作為預(yù)處理技術(shù)得到 了廣泛關(guān)注。
氧化化技術(shù)利用各種氧化劑攻擊廢水中的大分子有機(jī)物，從而使水中有機(jī) 物得到氧化，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。常用的氧化劑有臭氧，氯氣，雙氧水等， 其中又以臭氧氧化最為引人關(guān)注。臭氧作為一種高效的氧化劑，在水處理領(lǐng)域 應(yīng)用廣泛，但其亦存在不足， 一是臭氧氧化具有較強(qiáng)的選擇性，氧化過程中往 往只實現(xiàn)了廢水中大分子有機(jī)物向小分子有機(jī)物的轉(zhuǎn)變，礦化能力差；二是臭 氧利用率不高，導(dǎo)致臭氧處理費(fèi)用高。如何提高臭氧利用率，提高其對污染物 的礦化能力，成為了近些年研究的熱點。
電化學(xué)氧化法能在常溫常壓下，通過有催化活性的電極反應(yīng)直接或間接產(chǎn) 生羥基自由基，從而有效降解難生化污染物。因其處理效率高、操作簡便、與 環(huán)境兼容等優(yōu)點引起了研究者的廣泛注意。但長期以來，受電極材料的限制， 該工藝降解有機(jī)物的電流效率低，能耗高，難以實現(xiàn)工業(yè)化。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，將 臭氧氧化和電化學(xué)氧化兩種技術(shù)集成，在低電導(dǎo)率條件下實現(xiàn)高濃度難降解液 態(tài)有機(jī)污染物的快速高效處理。
本實用新型的有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，包括直流電源，恒 溫水浴槽和反應(yīng)器，反應(yīng)器置于恒溫水浴槽中，反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣裝置，曝 氣裝置連接臭氧發(fā)生器的出氣口 ，臭氧發(fā)生器的進(jìn)氣口經(jīng)閥門與氧氣瓶相連， 反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有陽極和陰極，陽極和陰極分別與直流電源的正、負(fù)極相連。
上述的陽極可為石墨電極，陰極可以是載鉑活性炭纖維電極或活性炭纖維 電極，優(yōu)選載鉑活性炭纖維電極。
利用本實用新型所述裝置處理有機(jī)廢水的方法用硫酸鹽或者鹽酸鹽將有
機(jī)廢水的電解質(zhì)濃度調(diào)節(jié)為0.1 20g/L，然后將廢水加入到反應(yīng)器中，控制水浴 溫度為10 35'C，陽極和陰極接直流電源,控制電流0.05 3 A，臭氧發(fā)生器通過 曝氣裝置向反應(yīng)器曝氣，控制曝氣流量為30 120 L/h，進(jìn)行廢水處理。
本實用新型將臭氧氧化法和電化學(xué)氧化方法進(jìn)行聯(lián)用，組合成一種新型高 效的電化學(xué)高級氧化技術(shù)，在降低使用成本的同時，可實現(xiàn)快速降解有機(jī)污染 物的目的。發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊簡單，操作簡便，處理效率高，可用于處理高濃 度難降解的有毒有害液態(tài)有機(jī)污染物。

圖1為有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置示意圖； 圖2為不同處理工藝處理對氯苯酚的降解曲線圖。
具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，
以下結(jié)合附圖以及具體實施例對本實用新型 作進(jìn)一步說明。
參照圖1，本實用新型的有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，包括直 流電源l，恒溫水浴槽2和反應(yīng)器3，反應(yīng)器3置于恒溫水浴槽2中，反應(yīng)器底 部設(shè)置曝氣裝置5，曝氣裝置5連接臭氧發(fā)生器6的出氣口，臭氧發(fā)生器6的進(jìn) 氣口經(jīng)閥門7與氧氣瓶4相連，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有陽極9和陰極8，陽極9和陰極8 分別與直流電源1的正、負(fù)極相連。
實施例
在濃度為250 mg/L的對氯苯酚(4-CP)的1L廢水中，加入4.7 g Na2S04 電解質(zhì)，調(diào)節(jié)pH至9;開啟恒溫水浴槽，調(diào)節(jié)水浴溫度為25 °C，將上述廢水 倒入反應(yīng)器中，開啟臭氧發(fā)生器和直流電源，控制臭氧氣體流量為30L/h，調(diào)節(jié)
4電流強(qiáng)度為1A。定時用移液槍從反應(yīng)器中取樣分析(0min， 2.5min， 5 min， 10min， 15min， 20 min， 30 min， 40 min， 50 min， 60min)。得到處理對氯苯 酚的降解曲線圖，如圖2曲線1所示。從圖可見，本實用新型對4-CP的降解率 隨反應(yīng)時間的延長而逐漸上升，至40 min反應(yīng)趨于穩(wěn)定，到60 min去除率達(dá)到 87%。
比較例1:
濃度為250mg/L的對氯苯酚廢水，調(diào)節(jié)pH至9，開啟恒溫水浴槽，調(diào)節(jié)水 浴溫度為25'C，開啟臭氧發(fā)生器，控制臭氧氣體流量為30 L/h，采用臭氧氧化 法處理上述廢水，得到處理對氯苯酚的降解曲線圖，如圖2曲線2所示。從圖 可見，臭氧氧化法對4-CP的去除去除率為50%。
比較例2:
在濃度為250mg/L的對氯苯酚廢水中，加入4.7gNa2S04電解質(zhì)，調(diào)節(jié)pH 至9;開啟恒溫水浴槽，調(diào)節(jié)水浴溫度為25"C，開啟直流電源，調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度 為1A，采用電化學(xué)法處理上述廢水，得到處理對氯苯酚的降解曲線圖，如圖2 曲線3所示。從圖可見，電化學(xué)法對4-CP的去除去除率僅為30。/。。
試驗表明，臭氧氧化法與電化學(xué)氧化法之間具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。在低電 導(dǎo)率條件下能實現(xiàn)高濃度難降解液態(tài)有機(jī)污染物的快速高效處理。
當(dāng)陰極采用活性炭纖維電極時協(xié)同因子為2.01;當(dāng)陰極采用載鉑活性炭纖 維電極時，協(xié)同因子達(dá)到2.33，說明在活性炭纖維電極上載鉑可以提高臭氧氧 化法和電化學(xué)氧化法之間的協(xié)同效應(yīng)，更好的促進(jìn)污染物的去除。陰極采用活 性炭纖維電極或載鉑活性炭纖維電極的協(xié)同因子見表1。
___
^S5 ""~--電極 活性炭纖維載鉑活性炭纖維
5.68xl0-5 6.43曙5
9.51x10-5 9.51xl0-5
30,58xi0-5 37.17xl0-5
2.01 2.33
由表1可見，與單獨臭氧氧化法和電化學(xué)氧化法相比，臭氧/電化學(xué)處理方 法對液態(tài)有機(jī)污染物的去除具有明顯的協(xié)同作用，且降解效果較好。
電化學(xué)氧化速率(min—、 臭氧氧化速率(min—1) 臭氧/電化學(xué)協(xié)同反應(yīng)速率(min—1) 協(xié)同因子
權(quán)利要求1. 有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，其特征是包括直流電源(1)，恒溫水浴槽(2)和反應(yīng)器(3)，反應(yīng)器(3)置于恒溫水浴槽(2)中，反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣裝置(5)，曝氣裝置(5)連接臭氧發(fā)生器(6)的出氣口，臭氧發(fā)生器(6)的進(jìn)氣口經(jīng)閥門(7)與氧氣瓶(4)相連，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有陽極(9)和陰極(8)，陽極(9)和陰極(8)分別與直流電源(1)的正、負(fù)極相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，其特征 是所說的陽極(9)為石墨電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，其特征 是所說的陰極(8)是載鉑活性炭纖維電極或活性炭纖維電極。
專利摘要本實用新型涉及有機(jī)廢水的臭氧/電化學(xué)一體化處理裝置，裝置包括直流電源，置于恒溫水浴槽中的反應(yīng)器，反應(yīng)器底部設(shè)有連接臭氧發(fā)生器的曝氣裝置，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有與直流電源相連的陽極和陰極。本實用新型將臭氧氧化法和電化學(xué)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用，組合成一種新型高效的電化學(xué)高級氧化技術(shù)，在降低使用成本的同時，可實現(xiàn)快速降解有機(jī)污染物的目的。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊簡單，操作簡便，處理效率高，可用于處理高濃度難降解的有毒有害液態(tài)有機(jī)污染物。
文檔編號C02F1/46GK201296697SQ200820167959
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者劉賢君, 勵 古, 張興旺, 雷樂成 申請人:浙江大學(xué)