[发明专利]一种电化学/臭氧催化复合装置及有机污染废水处理方法

权利要求书

1.一种电化学/臭氧催化复合装置，其特征在于，包括臭氧-过氧化氢复合催化单元、电化学催化单元和臭氧发生单元；

所述电化学催化单元包括电源、反应腔体、设置在反应腔体一侧底部的第一进水口、设置在反应腔体另一侧上部的第一出水口、设置在反应腔体底部的第一曝气头、设置在反应腔体内部的和电源连接的阳极电极和阴极电极以及设置在反应腔体顶部的第一排气口；

所述臭氧发生单元包括依次连接的制氧机和臭氧发生器；

所述臭氧-过氧化氢复合催化单元包括升流区、降流区、壳体、设置在升流区底部的第二进水口、设置在升流区底部的第二曝气头、设置在降流区一侧的第二出水口、设置在壳体顶部的气液分离器、设置在壳体顶部的第二排气口以及分布在壳体内部的固体催化剂；

其中电化学催化单元的第一出水口和臭氧-过氧化氢复合催化单元的第二进水口连接；臭氧-过氧化氢复合催化单元的第二排气口和电化学催化单元的第一曝气头连接；

所述第一曝气头布置在阴极电极的下方；

臭氧发生单元的臭氧发生器和臭氧-过氧化氢复合催化单元的第二曝气头连接；

所述固体催化剂为在活性炭或多孔载体上负载锰、镁双金属氧化物活性物质的颗粒状催化剂；

所述阴极电极为钛基DSA复合电极，阳极电极为氮化碳和石墨烯修饰的多孔气体电极；

所述臭氧-过氧化氢复合催化单元中臭氧的浓度为30mg/L。

2.根据权利要求1所述的电化学/臭氧催化复合装置，其特征在于，所述阴极电极和阳极电极间相互平行，交替放置，垂直于反应腔体底部形成电极组件，电源的负极和正极分别与阴极电极和阳极电极相连。

3.一种有机污染废水处理方法，其特征在于，利用权利要求1-2任一项所述的电化学/臭氧催化复合装置进行有机污染废水的处理；具体包括以下步骤：

(1)待处理有机污染废水通过第一进水口进入电化学催化单元，废水中的有机污染物在阳极发生电化学催化氧化初步降解，阴极原位产生过氧化氢，形成混有过氧化氢的初步降解废水；

(2)混有过氧化氢的初步降解废水通过第一出水口进入臭氧-过氧化氢复合催化单元的第二进水口，在臭氧-过氧化氢复合催化单元中固体催化剂的作用下进行进一步降解后经第二出水口排出即实现有机污染废水的处理；

上述有机污染废水处理过程中空气通过臭氧发生单元产生臭氧和氧气的混合气体，混合气体通过臭氧发生器进入臭氧-过氧化氢复合催化单元的第二曝气头中和混有过氧化氢的初步降解废水混合，在固体催化剂作用下进行反应。

4.根据权利要求3所述有机污染废水处理方法，其特征在于，在臭氧-过氧化氢复合催化单元反应剩余的混合气体经第二排气口进入电化学催化单元的第一曝气头。

5.根据权利要求3所述的有机污染废水处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述过氧化氢的产生量为5-60mg/L。

6.根据权利要求3所述的有机污染废水处理方法，其特征在于，所述固体催化剂的加入量为2-20kg/m³。

7.根据权利要求3所述的有机污染废水处理方法，其特征在于，所述待处理有机污染废水在电化学/臭氧催化复合装置中的停留时间为10-60min。