[发明专利]一种超声臭氧耦合光电催化水处理系统和处理水的方法

说明书

本发明公开了一种超声臭氧耦合光电催化水处理系统和处理水的方法；所述水处理系统包括储液槽、降解槽；储液槽的出水口设置颗粒过滤板，并通过循环管道连接至降解槽，所述降解槽包括电化学降解模块，超声波发生模块，光催化降解模块，气体控制模块；其中电化学降解模块由若干个处理单元组成，任意一个处理单元包括阳极和阴极，所述阳极为圆筒状或圆柱状，所述超声发生模块包含内置于阳极空心处的超声发射头，所述光催化降解模块包括分散于阳极和阴极之间的光催化剂；所述气体控制模块包含气体注入单元用于向降解槽注入臭氧。本发明中，通过电化学催化作用、光催化作用、臭氧、超声四者协同实现对水的高效降解。

技术领域

本发明涉及一种超声臭氧耦合电催化水处理系统和处理水的方法，属于环保水处理技术领域。

背景技术

重金属污染无具有高毒性及不可被降解等特点，工业生产中产生的含重金属有机水对人类生存环境造成极大的威胁。传统处理重金属污水，先离线储存水，再分步处理，使得在重金属水处理上耗费很大的成本，处理周期长，往往效果也不尽理想。目前，采用电催化处理含重金属离子有机水的系统较少。

中国发明专利CN201620358044.6公布了一种重金属水电沉积循环处理系统。该发明的水处理系统包括过滤装置、液体PH调配仓、电沉积槽和液体缓存仓。过滤装置底部通过管道连通所述液体PH调配仓的进水端，液体PH调配仓的出水端通过管道连通电沉积内部，电沉积槽上设有连通内部的导液口，导液口通过管道连通液体缓存仓，液体缓存仓设有重金属浓度检测仪与循环出水口，循环出水口通过管道连通液体PH调配仓内部。该装置结构简单，使用方便，有效解决了工业生产中重金属排放污染严重的问题，通过循环处理，有效保证最终排除的水中重金属含量符合标准。

但是该装置着重强调重金属离子的沉积，对于水中有机分子没有特意处理，这样经过该系统循环处理后的水依旧要经过二次处理才能达到污水排放标准。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种超声臭氧耦合光电催化水处理系统和处理水的方法。在电场作用下有机分子会在电化学阳极发生氧化被降解，溶液中的重金属离子在阴极上沉积，通过调控溶液pH值与温度优化重金属沉积条件，此外超声波促进废水中污染物的传质，臭氧具有强氧化性气体，能辅助降解水中有机污染物，提高电化学降解效率，适合于处理高浓度的重金属离子有机废水。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种超声臭氧耦合光电催化水处理系统，包括储液槽、降解槽；所述储液槽的出水口设置颗粒过滤板，并通过循环管道连接至降解槽，所述降解槽包括电化学降解模块，超声发生模块，光催化降解模块，气体控制模块；

其中电化学降解模块由若干个处理单元组成，任意一个处理单元包括阳极和阴极，所述阳极为空心多孔圆筒状或圆柱状，所述超声发生模块包含内置于阳极空心处的超声发射头；所述光催化降解模块包括分散于阳极和阴极之间的光催化剂；所述气体控制模块包含气体注入单元用于向降解槽注入臭氧。

本发明的一种超声臭氧耦合光电催化水处理系统，所述颗粒过滤板选自石英砂过滤板，PP棉过滤板，孔隙率大于35PPI的微孔泡沫陶瓷板中的至少一种。

所述孔隙率大于35PPI的微孔泡沫陶瓷板优选为孔隙率大于35PPI的微孔泡沫Al₂O₃陶瓷板、孔隙率大于35PPI的微孔泡沫ZrO₂陶瓷板、孔隙率大于35PPI的微孔泡沫SiC陶瓷板中的一种。

本发明的一种超声臭氧耦合光电催化水处理系统，所述阳极和阴极由中心同轴但互不接触的空心多孔圆柱状电极与圆筒状电极组成，或者由两组不同直径的同轴空心多孔圆筒状电极阵列配合组成，或者由蜂窝煤结构和圆柱状阵列配合组成；或者由三维连续网络结构和二维连续网状结构配合组成，或者由二维封闭平板结构和二维连续网状结构配合组成。