[发明专利]一种用于废水处理的电芬顿反应装置及方法

说明书

本发明公开一种用于废水处理的电芬顿反应装置，包括反应槽(3)内平行设置的若干气体扩散室(5)，所述气体扩散室(5)上相对应的侧壁外部分别设有阴极(1)，并与每个所述阴极(1)等距的平行对应设有阳极(2)；若干所述阴极(1)、若干所述阳极(2)分别连接电源(4)；所述气体扩散室(5)内部设有盘管结构，一端连通进气口(6)，另一端连通出气口(7)；所述反应槽(3)上设有若干进水口(9)和出水口(10)。本发明采用气体扩散电极的供氧方式，可增强氧气的传质效率，气体扩散室两侧均可向阴极供气，反应装置空间可得到高效利用；处理废水效果好、电流效率高、能耗低、运行及维护成本低。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种用于废水处理的电芬顿反应装置及方法。

背景技术

工业废水来源广泛，成分复杂，含有大量难处理物质，如乳化油、重金属、含氰物及难降解有机污染物等。其中，难降解有机污染物因其具有持久性，高毒性及难生物降解的特点，难以被传统的生物法和化学氧化法有效降解。以芬顿技术为代表的高级氧化技术是去除废水中难降解有机污染物的有效方法。传统芬顿过程中通过H₂O₂与Fe²⁺反应生成活性氧自由基(如：·OH、O₂·^-、¹O₂)用于污染物的降解与矿化。传统芬顿反应过程中需要持续不断地投加H₂O₂，高浓度H₂O₂在储存、运输及使用过程中存在爆炸风险。近年来，电芬顿技术被认为是一种有前景的废水处理技术。电芬顿技术仅以绿色的氧气和水作为原料，氧气在阴极表面发生二电子氧还原反应原位生成H₂O₂，解决了传统芬顿反应中额外投加H₂O₂所造成的安全隐患，有效避免了H₂O₂在储存、运输及使用中的爆炸风险。在电芬顿反应过程中，氧气的传质效率至关重要，能直接影响H₂O₂的产量以及废水的处理效果。目前所报道的电芬顿反应装置，如中国发明专利：CN113401981B公开了一种无需投加药剂的电芬顿处理有机废水的装置及方法；中国发明专利：CN102674505B，公开了一种利用电芬顿反应处理有机污水的专用设备，均是将氧气或空气直接曝入在反应溶液里，曝入的氧气或空气需要先溶解在反应溶液里形成溶解氧，溶解氧自然扩散到阴极表面再进行氧还原反应，该溶解扩散过程氧气的传质效率及利用率较低，从而造成电芬顿过程中H₂O₂产量低、电流效率低。

因此，有效提高电芬顿技术中氧气的传质效率及电流的利用效率对该技术的工业应用是十分必要的。

发明内容

本发明目的是提供一种用于废水处理的电芬顿反应装置，在阴极采用具有气体扩散供氧方式的电极，并与阳极的氧化作用相结合，以解决现有技术氧气传质效率低的问题，提升电流效率、增强废水的处理效果并降低运行成本。

为实现上述目的本发明提供一种电芬顿反应装置，其特征在于，包括反应槽内平行设置的若干气体扩散室，所述气体扩散室上相对应的侧壁外部分别设有阴极，并与每个所述阴极等距的平行对应设有阳极，形成相互平行穿插设置的阴极电极组和阳极电极组；若干所述阴极、若干所述阳极分别连接电源；

所述气体扩散室内部设有盘管结构，所述盘管结构一端连通进气口，另一端连通出气口；

所述反应槽上设有若干进水口和出水口。

优选的，阴极与气体扩散室之间用防水绝缘垫隔开并固定。

优选的，所述进水口和所述出水口对应设置在每个所述阴极、所述阳极之间的反应槽上；进水口处还设有水泵。

优选的，气体扩散室侧壁为镂空板，厚度为0.1～10cm。