[发明专利]一种新型的局部酸性电芬顿水处理装置和方法

说明书

本发明涉及一种新型的局部酸性电芬顿水处理装置和方法。所述装置包括：电芬顿反应池、与电芬顿反应池出水口连接的沉淀池；其中，所述电芬顿反应池内自下而上设有析氧电极、铁电极、石墨电极、析氢电极。本发明是利用析氧电极产生氧气和质子来满足电芬顿所需的酸性条件，替代传统电芬顿加酸工艺。本发明提供的方法与装置与传统电芬顿技术相比，在去除有机污染物的同时省去常规的加酸加碱以及曝气的工艺步骤，减少污泥产量，降低水处理成本，该方法具有处理效果灵活可控和处理过程环境友好的特点，简单有效，易于和其他处理方法相结合，便于综合治理过程。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种局部酸性电芬顿水处理装置和方法。

背景技术

电芬顿技术(EF)是一种新型的基于芬顿化学反应的电化学高级氧化技术，其基本原理是在处理废水时，在溶液中通入电流，通过阴、阳极反应全部或部分生成芬顿所需药剂，产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，利用·OH无选择性的强氧化性达到去除难降解有机污染物的目的。

与传统的化学芬顿法相比，电芬顿法具有很多独特的优点：首先，电芬顿法可以实现原位生产H₂O₂和Fe²⁺，从而有效减少化学试剂的投加，降低了处理成本；其次，Fe³⁺可以被有效还原为Fe²⁺，再次与H₂O₂反应，能减少污泥产量，处理过程相对清洁；除此之外，电芬顿法还具有处理设备相对简单、处理效率高、占地面积小等优点。

尽管电芬顿法相对具有很多优点，但是仍然需要在酸性条件下(最佳pH＝2.8-3.5)运行，而大部分废水的初始pH是呈现中性或弱碱性的，因此，在电芬顿处理过程中需要向废水中投加大量的酸来调节体系pH，在处理过后还需投加碱将出水再次调至中性，这一过程大大增加了废水处理的成本。另外，电芬顿法的阴极还原产生H₂O₂需要曝气供氧，这也提高了水处理的成本。针对以上问题，开发一种新型的低成本电芬顿技术是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有电芬顿技术的固有缺点，开发一种新型的局部酸性电芬顿水处理方法与装置。利用该方法不仅能有效减少化学试剂的投加，还可以省略常规工艺中加酸、加碱的工艺设备以及曝气设备，同时显著提高在中性条件下电芬顿水处理效率，降低水处理成本。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种局部酸性电芬顿水处理装置，包括：电芬顿反应池、与电芬顿反应池出水口连接的沉淀池；其中，所述电芬顿反应池内自下而上设有析氧电极、铁电极、石墨电极、析氢电极；

所述电芬顿反应池还包括位于底部侧壁的进水口和双氧水进料口。

所用装置还包括电源，进水泵，电极模块等组件。

下面对各组件进行详细说明。

所述电芬顿反应池的体积可根据实际处理需求而设置，如0.5L，直径57mm，高200mm。

所述析氧电极可选择钌钛铱电极、钛电极、铱钽钛电极等；

所述析氢电极可选择铂电极、高纯铝电极、高纯石墨电极等。

所述析氧电极和所述析氢电极的直径可根据实际需求而定，具体在本发明中设置所述析氢电极直径为1cm²，其他电极直径均为50mm。

本发明还对各电极之间的距离进行深入研究，发现所述析氧电极与铁电极的距离在10～30mm之间为宜；所述铁电极与石墨电极的距离在20～40mm之间为宜；所述析氢电极与析氧电极的距离为155-165mm之间，优选以160mm为宜。

本发明所述装置中，可包括多个铁电极和石墨电极并联设置。