[发明专利]一种三维‑类电芬顿处理四环素水处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统及方法。

背景技术

四环素是一类抗生素，由于其具有广谱性、质优价廉的特点，陆续被应用于临床，并已成为我国畜禽饲养业中生产量和临床使用量最大的抗生素。在低剂量添加时用来作为畜禽的生长促进剂，而高剂量使用时用来治疗疾病。其对水环境的污染特性表现为具有较强的持久性、生物累积性和缓慢的生物降解性等特点，长期存在于人体和水生、陆生生物体内，会给人类健康和生态环境带来潜在的危害，残留在环境介质中的医药类污染物正在以各种方式影响着环境中的生物体。目前常规的污水处理厂工艺对四环素的处理效果不理想。

高级氧化法产生的强氧化活性物质对大分子有机物具有强氧化作用，有利于处理污水中的四环素，而三维电极是一种新型的高级氧化方法，其反应区域不再局限于电极的简单几何表面上，而是在整个床层的三维空间表面上进行，近年来有较多的研究。专利CN 102070230 A公开了一种三维电极电芬顿去除水中有机物的方法及装置，所述的装置包括反应室和气室，反应室内设置碳材料阴极、铁板阳极和固定床三维粒子电极，碳材料阴极和铁板阳极分别连接电源的两极，通电后，阳极氧化生成铁离子，阴极表面生成过氧化氢，铁离子和过氧化氢构成电芬顿试剂氧化去除废水中的有机物。阳极氧化生成铁离子后，阳极被消耗，一方面，使处理过程中需要不断更换阳极板，成本较高，更换时需要停工，影响上游生产，不能形成连续处理；另一方面， 阳极消耗后生成的铁离子会随着污水一起流出，无法继续使用，需要不断消耗阳极产生铁离子，不利于循环利用，增加成本，且铁泥随污水流出后沉淀在污水中形成会形成二次污染，增加处理成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统及方法，有效处理污水中的四环素。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，包括反应器、供水装置、曝气装置、加药装置和电源，所述供水装置、所述曝气装置和所述电源分别连接所述反应器。

所述反应器包括三维-类电芬顿反应区I、三维-类电芬顿反应区II和生物滤料反应区，所述三维-类电芬顿反应区II位于所述生物滤料反应区的上方，所述三维-类电芬顿反应区I位于所述生物滤料反应区的下方，所述三维-类电芬顿反应区I和所述三维-类电芬顿反应区II的底部为主电极阳极，顶部为主电极阴极，所述电源的正负极分别电连接所述主电极阳极和所述主电极阴极，所述主电极阳极和所述主电极阴极之间填充氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极；

所述生物滤料反应区内填充生物滤料，所述生物滤料反应区和所述三维-类电芬顿反应区I之间固定有单层多孔承托板，所述生物滤料反应区和所述三维-类电芬顿反应区II之间固定有双层多孔承托板，所述三维-类电芬顿反应区I下方也固定有双层多孔承托板，所述加药装置连通所述双层多孔承托板的两层板之间的空隙；

所述三维-类电芬顿反应区I的下方设置有进水口，所述三维-类电芬顿反应区II的上方设置有出水口。

本发明提供的三维-类电芬顿处理四环素的水处理系统，包括三维-类电芬顿反应区I和三维-类电芬顿反应区II，所述的三维-类电芬顿反应区I和三维-类电芬顿反应区II之间设置生物滤料反应区，污水自下方的进水口进入后首先经过三维-类电芬顿反应区I底部的双层多孔承托板，携带过硫酸盐进入三维-类电芬顿反应区I进行预处理，提高污水的可生化性，然后经过生物滤料反应区，在生物滤料的作用下，污水中小分子有机物得以降解，然后经过生物滤料上方的双层多孔承托板，携带加药装置加入的过硫酸盐进入三维-类电芬顿反应区II，三维-类电芬顿反应区II中的氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极在电场的作用下被复极化而两端分别带正负电荷，形成一个个微小的电场，增大了反应器内的有效反应面积，氧化铁皮基Co/Fe⁰粒子电极所负载的Fe⁰能有效活化过硫酸盐，生成硫酸根自由基，即：

Fe⁰+2Fe³⁺→3Fe²⁺；