[实用新型]超声及微曝气强化铁碳微电解反应器

说明书

本实用新型公开了一种超声及微曝气强化铁碳微电解反应器，属于污水处理领域。解决了现有技术废水与填料不能充分混合接触，铁碳填料易钝化失活，不利于其长期运行的问题，所述的超声及微曝气强化铁碳微电解反应器，包括铁碳微电解反应器本体，所述的铁碳微电解反应器本体由N个联通的铁碳微电解柱组成，其中N为正整数，铁碳微电解柱通过隔板分为上向流通道和下向流通道，下向流通道内部填充有铁碳填料，下部设有填料承托板，所述填料承托板上固定有超声波发生器，超声波发生器通过超声波控制器控制。本实用新型可用于处理废水。

技术领域

本实用新型涉及一种超声及微曝气强化铁碳微电解反应器，属于污水处理领域。

背景技术

铁碳微电解技术用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，还可大大提高废水的可生化性。其原理为：在不通电的情况下，利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理；当通水后，在设备内会形成无数的电位差达1.2V的“原电池”；“原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以达到降解有机污染物的目的；在铁碳微电解填料中发生的主要电极反应为：

阳极反应(Fe)：

Fe-2e^-→Fe²⁺ E^θ(Fe²⁺/Fe)＝-0.44(V)

Fe²⁺-e^-→Fe³⁺ E^θ(Fe³⁺/Fe²⁺)＝0.77(V)

阴极反应(C)：

2H⁺+2e^-→2[H]→H₂↑ E^θ(H⁺/H₂)＝0.80(V)(酸性条件)

O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-，E^θ＝0.40(V)(中性碱性条件)

此过程中产生的OH^-、[H]、Fe²⁺、Fe³⁺等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，Fe³⁺以及Fe²⁺进一步氧化成Fe³⁺的水合物具有较强的吸附-絮凝活性。如果原水呈弱酸性，设置微曝气可富氧环境，铁碳填料可发生下列反应：

4H⁺+O₂+4e^-→H₂O₂ E^θ＝1.23(V)

生成的H₂O₂与水中的Fe²⁺构成微Fenton体系，反应生成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)：

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH^-

·OH等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，从而提高了铁碳微电解处理效果。

铁碳微电解技术工作原理基于电化学、氧化-还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。