[发明专利]一种多相催化氧化气浮装置

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种多相催化氧化气浮装置。

背景技术

气浮是指向水中通入空气，产生微细的气泡，使水中的细小悬浮物黏附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，达到去除水中悬浮物，改善水质的目的。

气浮分为电解气浮法、散气气浮法和溶气气浮法。电解气浮法工艺简单，设备小，但电耗大。散气气浮法工艺简单易行，但气泡较大、气浮效果不好。溶气气浮法耗电多，运营费用偏高，废水悬浮物浓度高时，减压释放器容易堵塞，管理复杂。目前气浮技术主要缺点是对亲水性有机物去除率低。

电催化是指在电场的作用下，存在于电极表面或溶液相中的修饰物能够促进或抑制在电极上发生的电子转移反应，根据有机物氧化过程中电子转移的方式，电催化氧化可分为直接氧化和间接氧化。电催化氧化法具有能量效率高，环境适应性强、设备简单、操作方便等优点，利用该方法降解有机物是目前研究的热点。

电催化技术降解废水中污染物主要通过阳极催化氧化过程和阴极还原过程实现。阳极催化氧化过程又可分为直接过程和间接过程。阳极直接氧化过程是指污染物在阳极表面氧化而转化为毒性较低或生物易降解物质，甚至矿化为二氧化碳等无机物，从而达到削减污染物的目的。间接氧化过程是利用可逆氧化还原电对氧化降解有机物，或由电化学反应过程中电极表面产生的一些活性中间产物，如•OH、OCL-、H₂O₂等，这些中间产物参与氧化污染物，从而实现污染物降解去除；此外阴极的直接还原作用同样可以降解有机物。

目前电解反应器有二维和三维形式，主要的缺点是：极板总面积大、多组阴极阳极极板贯穿整个电解反应器；为确保反应效果维持一定的电流密度导致电解电源输出功率大、运行成本高；运行过程中电流效率仍有待提高、极板易结垢；电解产生的强氧化性物质没有选择性地同时攻击污水中所有有机物，导致运行成本增加、有机物去除率受到影响；高盐分废水极易导致极板短流，无法进行有效稳定处理；大面积极板和大功率电源等导致设备投入成本高。

铁碳微电解的氧化-还原作用：由于铁和碳的电势有明显差异，在电解质溶液中相互接触的铁和碳构成数目众多的微小原电池，铁作为阳极被腐蚀，碳作为阴极，Fe不断失去电子变成Fe2+进入溶液，失去的电子传递到碳的表面，当溶液中H+浓度较高时，H+在碳的表面获得电子产生新生态氢；在氧气环境下，O₂在碳表面获得电子生成H₂O或者OH-,形成吸氧腐蚀。污水中的某些反应物，如H+、O₂等作为电子受体，在阴极表面发生还原作用而还原至较低价态。阴极、阳极产生的新生态氢、亚铁离子以及金属铁具有强还原性，极易与污水中的许多物质发生氧化还原反应，污水中的某些有机物在电极表面、溶液中直接或间接参与了氧化还原反应，使一些难生物降解有机物化学结构开环，污水色度降低，生物毒性消除，提高污水的可生化性。

铁盐絮凝、吸附和络和桥架作用：微电解产物铁离子生成的氢氧化物多羟基聚合物形成胶体，对污水中的一些非极性有机化合物进行絮凝和吸附；污水中很多有机大分子中含有一些未共用电子对基团，如-NH₂、NR₂、-OH、-SO₃等，这些基团在一定条件下容易与Fe2+发生络和反应，形成结构复杂的大分子络合物并具有一定的胶体特性，再通过吸附桥架作用得以去除。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对目前气浮技术、微电解和电催化氧化技术存在的不足，将气浮技术、电催化技术与气浮技术在同一系统内有机结合起来，提供一种高效、经济、稳定的高浓度难降解有机废水多相催化氧化气浮装置。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种多相催化氧化气浮装置，其中，包括气浮池壳体、提供污水循环的混合气液输出机构、多相微电解填料柱群和电极板组及电源装置，所述气浮池壳体具有反应区、分离区、出水区和刮泥设备，所述混合气液输出机构的进口连接所述出水区，出口串接有至少一根稀土永磁流体处理器，所述稀土永磁流体处理器连接一稳定管，所述反应区内具有规则排列的填料柱群组，所述稳定管的出口连接所述填料柱群组，所述反应区内设有绝缘内壁和电极板。